JP2008295737A - Magnetic field coil, and magnetic resonance imaging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an RF coil by which a high-frequency magnetic field having two kinds of magnetic resonant frequencies which have frequencies being close to each other is highly efficiently and evenly irradiated, and which can receive two kinds of magnetic resonant signals which have frequencies being close to each other by a high sensitivity and an even sensitivity distribution, in an MRI device. <P>SOLUTION: A plurality of frequencies which are tuned are adjusted in such a manner that they may become values between resonant frequencies of series resonant circuits which constitute the RF coil. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気共鳴撮像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置に関わり、特に複数の核種の核磁気共鳴画像を撮影するMRI装置において用いる磁場コイル、特に、高周波(RF)コイルに関する。   The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, and more particularly to a magnetic field coil, particularly a radio frequency (RF) coil, used in an MRI apparatus that captures nuclear magnetic resonance images of a plurality of nuclides.

MRI装置は、検査対象を横切る任意の断面内の原子核に磁気共鳴を起こさせ、発生する磁気共鳴信号からその断面内における断層像を得る医用画像診断装置である。一般には、水素原子核(H)の磁気共鳴信号を用いる。 The MRI apparatus is a medical image diagnostic apparatus that causes magnetic resonance to occur in nuclei in an arbitrary cross section that crosses an examination target, and obtains a tomographic image in the cross section from a generated magnetic resonance signal. In general, a magnetic resonance signal of a hydrogen nucleus ( 1 H) is used.

磁気共鳴撮像法の一種であるMRS(磁気共鳴スペクトロスコピー)やMRSI(磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング)は,生体内の代謝状態を計測する方法として用いられている。ここで、MRSとは、物質が発する磁気共鳴信号の周波数分布を計測する方法であり、MRSIとは、周波数分布を持つ磁気共鳴信号のある特定の周波数成分をもとに画像化する方法である。これらの撮像法では、水素原子核(H)の磁気共鳴信号による撮像に加えて、フッ素(19F)、燐(31P)、ナトリウム(23Na)、炭素(13C)等、水素以外の原子核の磁気共鳴信号も画像化する。異なった2種類の原子核の磁気共鳴信号による画像を同時に得るには、原子核を励起させる高周波磁場を照射するとともに磁気共鳴信号を検出するRFコイルを、2つの原子核の磁気共鳴信号の周波数(磁気共鳴周波数)に同調させる必要がある。このようなコイルを2重同調RFコイルという。 MRS (Magnetic Resonance Spectroscopy) and MRSI (Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging), which are a kind of magnetic resonance imaging methods, are used as methods for measuring the metabolic state in a living body. Here, MRS is a method of measuring the frequency distribution of a magnetic resonance signal emitted from a substance, and MRSI is a method of imaging based on a specific frequency component of a magnetic resonance signal having a frequency distribution. . In these imaging methods, in addition to imaging by magnetic resonance signals of hydrogen nuclei ( 1 H), fluorine ( 19 F), phosphorus ( 31 P), sodium ( 23 Na), carbon ( 13 C), etc. other than hydrogen Nuclear magnetic resonance signals are also imaged. To obtain images of magnetic resonance signals of two different nuclei at the same time, the RF coil that irradiates a high-frequency magnetic field that excites the nuclei and detects the magnetic resonance signal is set to the frequency of the magnetic resonance signals of the two nuclei (magnetic resonance). Frequency). Such a coil is called a double-tuned RF coil.

従来の2重同調RFコイルには、図20に示すようにコイルのループにインダクタとキャパシタとを並列に接続したトラップ回路を挿入したものがある(例えば、特許文献1および非特許文献1参照。)。これらの2重同調RFコイルは、2つ磁気共鳴信号の周波数が互いに離れている、例えば、Hと31Pとを同調させることを想定したものであり、同調する2つの周波数が互いに近い場合に使用することは想定されていない。これらの2重同調RFコイルを用いて、互いに近い2つの周波数の2重同調を実現するためには、トラップ回路に用いるインダクタの値を10nH以下とし、キャパシタの値を数百pF以上にする必要がある。小さな値を持つインダクタは、作製が困難であるとともに、調整幅がほとんど無く、非現実的である。一方、大きな値を持つキャパシタは、1MHz以上では素子自体の高周波損失が無視できなくなり、RFコイルの受信感度低下及び送信効率の低下を招く。 As shown in FIG. 20, a conventional double-tuned RF coil includes a coil loop in which a trap circuit in which an inductor and a capacitor are connected in parallel is inserted (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). ). These double-tuned RF coils assume that the frequencies of two magnetic resonance signals are separated from each other, for example, when 1 H and 31 P are tuned, and the two frequencies to be tuned are close to each other It is not supposed to be used for In order to realize double tuning of two frequencies close to each other using these double tuning RF coils, the value of the inductor used for the trap circuit must be 10 nH or less and the value of the capacitor must be several hundred pF or more. There is. An inductor having a small value is difficult to manufacture and has almost no adjustment range, which is unrealistic. On the other hand, a capacitor having a large value cannot ignore the high-frequency loss of the element itself at 1 MHz or more, leading to a decrease in RF coil reception sensitivity and transmission efficiency.

2つの磁気共鳴周波数が互いに近い場合に用いる2重同調RFコイルには、それぞれの周波数に共振する2つの鞍型RFコイルを互いに直交させて配置する鞍型2重同調RFコイル(図21参照。)、鳥かご型RFコイルのキャパシタの値を部分的に変化させてそれぞれの周波数でコイルを共振させる2重同調RFコイルがある(例えば、非特許文献2参照。)。   The double-tuned RF coil used when the two magnetic resonance frequencies are close to each other is a saddle-type double-tuned RF coil in which two saddle-shaped RF coils that resonate with the respective frequencies are arranged orthogonal to each other (see FIG. 21). ), There is a double-tuned RF coil in which the value of the capacitor of the birdcage RF coil is partially changed to resonate the coil at each frequency (for example, see Non-Patent Document 2).

特開平6−242202JP-A-6-242202 M.D.Schnall他著、「1H・31P核磁気共鳴信号同時検出のための新型2重同調プローブ(A New Double−Tuned Probe for Concurrent 1H and 31P NMR)」、ジャーナル オブ マグネティックレゾナンス(Journal of Magnetic Resonance)、USA、1985、65、p.122−129M.M. D. Schnall et al., “A New Double-Tuned Probe for Current 1H and 31P NMR” for simultaneous detection of 1H · 31P nuclear magnetic resonance signals, Journal of Magnetic US, Journal of Magnetic US 1985, 65, p. 122-129 ジョセフ(Peter M.Joseph)他著、「鳥かご型イメージングコイルの2重共振動作手法(A Technique for Double Resonant Operation of Birdcage Imaging Coils)」、アイ・イー・イー・イー トランザクションズ オン メディカル イメージング(IEEE Transactions on Medical Imaging)、1989、8、p.286−294Peter M. Joseph et al., “A Technique for Double Resonant Operation of Birdcage Imaging Coils”, I E E Transactions on E on Medical Imaging), 1989, 8, p. 286-294

鞍型2重同調RFコイル、鳥かご型2重同調RFコイルは、2種類の磁気共鳴信号に対応するコイルの感度分布が互いに大きく異なるため、両方の信号に対して良好な感度が得られる領域が限定される。また、これらの2重同調RFコイルには、感度が1.4倍向上するQD(quadrature)方式を採用することができず、十分な感度が得られない。   The saddle-type double-tuned RF coil and the birdcage-type double-tuned RF coil have different sensitivity distributions of the coils corresponding to the two types of magnetic resonance signals, so there is a region where good sensitivity can be obtained for both signals. Limited. In addition, these double-tuned RF coils cannot employ a QD (quadture) method in which the sensitivity is improved by 1.4 times, and sufficient sensitivity cannot be obtained.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、MRI装置のRFコイルにおいて、周波数が互いに近い複数の磁気共鳴周波数を持つ高周波磁場を高効率かつ均一に照射するとともに、これらの周波数を有する磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances. In an RF coil of an MRI apparatus, a high-frequency magnetic field having a plurality of magnetic resonance frequencies close to each other is irradiated with high efficiency and uniformity, and a magnet having these frequencies. It is an object of the present invention to provide a technique for receiving a resonance signal with high sensitivity and uniform sensitivity distribution.

本発明のMRI装置のRFコイルは、同調する複数の周波数が、RFコイルを構成する複数の直列共振回路それぞれの共振周波数の間となるよう調整されていることを特徴とする。   The RF coil of the MRI apparatus of the present invention is characterized in that a plurality of frequencies to be tuned are adjusted to be between resonance frequencies of a plurality of series resonance circuits constituting the RF coil.

具体的には、導体からなるループコイルにキャパシタが挿入された第一直列共振回路と、前記第一直列共振回路に並列接続される第1回路と、前記第1回路に並列接続される信号処理回路と、を備える磁気共鳴撮影装置の磁場送受信コイルであって、前記第1回路は、キャパシタとインダクタとを備え、それぞれ共振周波数が異なる複数の直列共振回路が並列に接続され、各直列共振回路の共振周波数は前記第一の直列共振回路の共振周波数とも異なり、当該磁場送受信コイルの各共振周波数が前記第一直列共振回路および前記直列共振回路のそれぞれの共振周波数の間となるよう調整されていることを特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場送受信コイルを提供する。ここで、第1回路とは、第一直列共振回路に並列接続される、直列共振回路を並列に接続した回路である。また、キャパシタとインダクタとを備え、それぞれ共振周波数が異なる複数の直列共振回路が並列に接続されて、かつ各直列共振回路の共振周波数は第一の直列共振回路の共振周波数とも異なるものである。   Specifically, a first series resonant circuit in which a capacitor is inserted in a loop coil made of a conductor, a first circuit connected in parallel to the first series resonant circuit, and a parallel connection to the first circuit A magnetic field transmission / reception coil of a magnetic resonance imaging apparatus including a signal processing circuit, wherein the first circuit includes a capacitor and an inductor, and a plurality of series resonance circuits having different resonance frequencies are connected in parallel, and each series The resonance frequency of the resonance circuit is different from the resonance frequency of the first series resonance circuit, and each resonance frequency of the magnetic field transmitting / receiving coil is between the resonance frequencies of the first series resonance circuit and the series resonance circuit. Provided is a magnetic field transmitting / receiving coil of a magnetic resonance imaging apparatus characterized by being adjusted. Here, the first circuit is a circuit that is connected in parallel to the first series resonance circuit and in which the series resonance circuit is connected in parallel. Further, a plurality of series resonance circuits each having a capacitor and an inductor and having different resonance frequencies are connected in parallel, and the resonance frequency of each series resonance circuit is different from the resonance frequency of the first series resonance circuit.

本発明によれば、MRI装置のRFコイルにおいて、周波数が互いに近い複数の磁気共鳴周波数を持つ高周波磁場を高効率かつ均一に照射するとともに、これらの周波数を有する磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信することができる。   According to the present invention, in an RF coil of an MRI apparatus, a high-frequency magnetic field having a plurality of magnetic resonance frequencies whose frequencies are close to each other is irradiated with high efficiency and uniformity, and magnetic resonance signals having these frequencies are highly sensitive and uniform. It can be received with a sensitivity distribution.

<<第一の実施形態>>
本発明を適用した第一の実施形態を説明する。最初に本実施形態のMRI装置の全体構成について説明する。図1は本実施形態のMRI装置の概観図である。図中、座標9のz軸の方向が静磁場方向である。図1(a)に示すMRI装置100は、水平磁場方式のマグネット101を備える。図1(b)に示すMRI装置200は、垂直磁場方式のマグネット201を備える。これらのMRI装置100、200は、検査対象103を載置するテーブル301を備える。本実施形態は、水平磁場方式のマグネット101を備えるMRI装置100、および、垂直磁場方式のマグネット201を備えるMRI装置200のいずれも適用可能である。以下、水平磁場方式のマグネット101を有するMRI装置100を例にあげて説明する。
<< First Embodiment >>
A first embodiment to which the present invention is applied will be described. First, the overall configuration of the MRI apparatus of this embodiment will be described. FIG. 1 is an overview of the MRI apparatus of this embodiment. In the figure, the z-axis direction of coordinate 9 is the static magnetic field direction. An MRI apparatus 100 shown in FIG. 1A includes a horizontal magnetic field type magnet 101. An MRI apparatus 200 shown in FIG. 1B includes a vertical magnetic field type magnet 201. These MRI apparatuses 100 and 200 include a table 301 on which the inspection object 103 is placed. This embodiment can be applied to both the MRI apparatus 100 including the horizontal magnetic field type magnet 101 and the MRI apparatus 200 including the vertical magnetic field type magnet 201. Hereinafter, the MRI apparatus 100 having the horizontal magnetic field type magnet 101 will be described as an example.

図2はMRI装置100の概略構成を示すブロック図である。本図に示すように、MRI装置100は、水平磁場方式のマグネット101、傾斜磁場を発生するコイル102、シーケンサ104、高周波磁場を発生するとともに検査対象103からの信号を受信する送受信用RFコイル116を備える。傾斜磁場コイル102は傾斜磁場電源105に接続される。送受信用RFコイル116は、高周波磁場発生器106及び受信器108に接続される。シーケンサ104は、傾斜磁場電源105、高周波磁場発生器106に命令を送り、それぞれ傾斜磁場及び高周波磁場を発生させる。高周波磁場は、送受信用RFコイル116を通じて検査対象103に印加される。高周波磁場を印加することにより検査対象103から発生するRF信号は送受信用RFコイル116によって検出され、受信器108で検波が行われる。受信器108での検波の基準とする磁気共鳴周波数は、シーケンサ104によりセットされる。検波された信号はA/D変換回路を通して計算機109に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。その結果は、ディスプレイ110に表示される。検波された信号や測定条件は、必要に応じて、記憶媒体111に保存される。シーケンサ104は、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制御を行う。さらに、静磁場均一度を調整する必要があるときは、シムコイル112が用いられる。なお、上記送受信用RFコイル116は、高周波磁場を発生する送信用コイルと検査対象103からの信号を受信する受信用コイルとを別個に設けても1つのコイルで兼用してもよい。以下、本実施形態では、1つのコイルで兼用する場合を例にあげて説明する。   FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the MRI apparatus 100. As shown in the figure, an MRI apparatus 100 includes a horizontal magnetic field type magnet 101, a coil 102 that generates a gradient magnetic field, a sequencer 104, a transmission / reception RF coil 116 that generates a high-frequency magnetic field and receives a signal from an inspection object 103. Is provided. The gradient coil 102 is connected to a gradient power source 105. The transmission / reception RF coil 116 is connected to the high-frequency magnetic field generator 106 and the receiver 108. The sequencer 104 sends commands to the gradient magnetic field power source 105 and the high frequency magnetic field generator 106 to generate a gradient magnetic field and a high frequency magnetic field, respectively. The high frequency magnetic field is applied to the inspection object 103 through the transmission / reception RF coil 116. An RF signal generated from the inspection target 103 by applying a high-frequency magnetic field is detected by the transmission / reception RF coil 116 and detected by the receiver 108. The magnetic resonance frequency used as a reference for detection by the receiver 108 is set by the sequencer 104. The detected signal is sent to the computer 109 through an A / D conversion circuit, where signal processing such as image reconstruction is performed. The result is displayed on the display 110. The detected signals and measurement conditions are stored in the storage medium 111 as necessary. The sequencer 104 performs control so that each device operates at a timing and intensity programmed in advance. Further, when it is necessary to adjust the static magnetic field uniformity, the shim coil 112 is used. The transmission / reception RF coil 116 may be provided separately with a transmission coil that generates a high-frequency magnetic field and a reception coil that receives a signal from the inspection target 103, or may be used as a single coil. Hereinafter, in this embodiment, a case where a single coil is also used will be described as an example.

本実施形態の送受信用RFコイル116は、2重同調RFコイルとして動作する。図3は、本実施形態の送受信RFコイル116として用いられる2重同調ループコイル150の回路図である。図中座標9のz軸方向は静磁場方向である。本実施形態の2重同調ループコイル150は、8つのインダクタ19と7つのキャパシタ29とが交互に直列接続される第1の直列共振回路41と、キャパシタ22(キャパシタ22の値をCとする。以下同様。)とインダクタ12(L)とが直列接続された第2の直列共振回路42と、キャパシタ23(C)とインダクタ13(L)とが直列接続される第3の直列共振回路43と、信号処理回路45とを備える。第1の直列共振回路41と、第2の直列共振回路42と、第3の直列共振回路43とは、この順に並列接続され、信号処理回路45は第3の直列共振回路43に並列接続される。本実施形態の2重同調ループコイル150は、信号処理回路45を介して、高周波磁場発生器106および受信機108に接続される。信号処理回路45はバラン回路、インピーダンス変換回路など、信号を処理する回路を含む回路であり、信号増幅器をさらに備えてもよい。 The transmission / reception RF coil 116 of this embodiment operates as a double-tuned RF coil. FIG. 3 is a circuit diagram of a double-tuned loop coil 150 used as the transmission / reception RF coil 116 of the present embodiment. The z-axis direction of coordinate 9 in the figure is the static magnetic field direction. The double-tuned loop coil 150 of this embodiment includes a first series resonance circuit 41 in which eight inductors 19 and seven capacitors 29 are alternately connected in series, and a capacitor 22 (the value of the capacitor 22 is C B. The same applies hereinafter) and a second series resonant circuit 42 in which an inductor 12 (L B ) is connected in series, and a third series in which a capacitor 23 (C C ) and an inductor 13 (L C ) are connected in series. A resonance circuit 43 and a signal processing circuit 45 are provided. The first series resonance circuit 41, the second series resonance circuit 42, and the third series resonance circuit 43 are connected in parallel in this order, and the signal processing circuit 45 is connected in parallel to the third series resonance circuit 43. The The double-tuned loop coil 150 of this embodiment is connected to the high-frequency magnetic field generator 106 and the receiver 108 via the signal processing circuit 45. The signal processing circuit 45 is a circuit including a circuit for processing a signal such as a balun circuit or an impedance conversion circuit, and may further include a signal amplifier.

ここで、インダクタ19は導体からなるループコイル1を8分割したときの1つあたりのインダクタ成分を表す。例えば、典型的なループコイルのインダクタンス(L)を1μHとすると、インダクタ19の値は125nHである。また、キャパシタ29は、ループコイル1に直列に挿入されるキャパシタ(C)を7分割したときの1つあたりのキャパシタを表す。なお、分割数はキャパシタ(C)の大きさによって変えてもよい。 Here, the inductor 19 represents an inductor component per one when the loop coil 1 made of a conductor is divided into eight. For example, assuming that the inductance (L A ) of a typical loop coil is 1 μH, the value of the inductor 19 is 125 nH. Capacitor 29 represents one capacitor when the capacitor (C A ) inserted in series in loop coil 1 is divided into seven. The number of divisions may be changed depending on the size of the capacitor (C A ).

ここで、第1の直列共振回路41、第2の直列共振回路42、第3の直列共振回路43、それぞれの共振周波数を、f、f、fとする。本実施形態の2重同調ループコイル150は、インダクタとキャパシタとの値を調整することにより2種の異なる原子核の核磁気共鳴周波数(第1の共振周波数f1、第2の共振周波数f2;f1<f2)に同調させる。このため、各直列共振回路の共振周波数f、f、fは、以下の(式1)を満たすよう調整される。

Figure 2008295737
Here, the resonance frequencies of the first series resonance circuit 41, the second series resonance circuit 42, and the third series resonance circuit 43 are f A , f B , and f C , respectively. The double-tuned loop coil 150 of the present embodiment adjusts the values of the inductor and the capacitor to thereby adjust the nuclear magnetic resonance frequencies of the two different nuclei (first resonance frequency f 1 , second resonance frequency f 2 ; f 1 <f 2 ). Therefore, the resonance frequencies f A , f B , and f C of each series resonance circuit are adjusted so as to satisfy the following (Equation 1).
Figure 2008295737

以下、各直列共振回路の共振周波数を上記(式1)に従って調整した場合、2重同調ループコイル150が、各構成要素であるインダクタ、キャパシタとして現実的な値のものを用いて、互いの周波数が近い2種類の磁気共鳴信号を送受信可能であることを説明する。ここでは、一例として、2種類の異なる原子核の磁気共鳴周波数のうち、第1の磁気共鳴周波数fを、静磁場強度3T(テスラ)におけるフッ素の核磁気共鳴周波数120MHzとし、第2の磁気共鳴周波数fを、静磁場強度3Tにおける水素原子核の核磁気共鳴周波数128MHzとする場合を例にあげて説明する。 Hereinafter, when the resonance frequency of each series resonance circuit is adjusted according to the above (formula 1), the double-tuned loop coil 150 uses the inductors and capacitors that are the respective constituent elements with realistic values, and the mutual frequency. It will be explained that two types of magnetic resonance signals that are close to each other can be transmitted and received. Here, as an example, of two different nuclear magnetic resonance frequency, a first magnetic resonance frequency f 1, and fluorine nuclear magnetic resonance frequency 120MHz in the static magnetic field strength 3T (Tesla), a second magnetic resonance the frequency f 2, will be described as an example the case of a nuclear magnetic resonance frequency 128MHz of protons in the static magnetic field strength 3T.

まず、本実施形態の2重同調ループコイル150の動作および特性を、その等価回路を用いて説明する。図4は、等価回路を用いて2重同調ループコイルの動作を説明するための図である。図4(a)は、本実施形態の2重同調ループコイル150の等価回路500である。本図において、インダクタ11(L)は2重同調ループコイル150の8つのインダクタ19を直列に接続した合成値あり、キャパシタ21(C)は、2重同調ループコイル150の7つのキャパシタ29をそれぞれ直列に接続した合成値ある。本実施形態の2重同調ループコイル150は、本図に示すように、インダクタとキャパシタとによる直列共振回路(41’、42、43)が3つ並列に接続された直列共振回路を並列に接続した回路の等価回路500で現される。 First, the operation and characteristics of the double-tuned loop coil 150 of this embodiment will be described using its equivalent circuit. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the double-tuned loop coil using an equivalent circuit. FIG. 4A is an equivalent circuit 500 of the double tuned loop coil 150 of the present embodiment. In this figure, the inductor 11 (L A ) has a composite value obtained by connecting eight inductors 19 of the double tuning loop coil 150 in series, and the capacitor 21 (C A ) has seven capacitors 29 of the double tuning loop coil 150. Are combined values connected in series. The double-tuned loop coil 150 of the present embodiment is connected in parallel to a series resonant circuit in which three series resonant circuits (41 ′, 42, 43) including an inductor and a capacitor are connected in parallel as shown in FIG. This is represented by an equivalent circuit 500 of the above circuit.

ここで、一般の直列共振回路40の動作について説明する。図5は、直列共振回路40の動作を説明するための図である。直列共振回路40は、図5(a)に示すように、インダクタ15(L)とキャパシタ25(C)とが直列に接続される。印加される電圧の周波数をf、角周波数をω(ω=2πf)とすると、直列共振回路40の両端のインピーダンスZは、(式2)で表される。

Figure 2008295737
Here, the operation of a general series resonant circuit 40 will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the series resonant circuit 40. As shown in FIG. 5A, the series resonant circuit 40 includes an inductor 15 (L) and a capacitor 25 (C) connected in series. When the frequency of the applied voltage is f and the angular frequency is ω (ω = 2πf), the impedance Z at both ends of the series resonant circuit 40 is expressed by (Equation 2).
Figure 2008295737

インピーダンスZは周波数fに依存して図5(b)に示すように変化し、周波数f=fで共振する。図5(b)において、直列共振回路40の共振周波数fRより高い周波数領域(f<f)においてインピーダンスZは、(式3)で表され、誘導性リアクタンスとして動作する。

Figure 2008295737
ここで、直列共振回路40の見かけのインダクタンスの値L’は、(式4)で表される。
Figure 2008295737
一方、直列共振回路40の共振周波数fより低い周波数領域(f<f)においてインピーダンスZは(式5)で表され、容量性リアクタンスとして動作する。
Figure 2008295737
ここで、直列共振回路40の見かけのキャパシタンスの値C’は(式6)で表される。
Figure 2008295737
とする。 The impedance Z changes as shown in FIG. 5B depending on the frequency f, and resonates at the frequency f = f R. In FIG. 5B, the impedance Z is expressed by (Equation 3) in a frequency region (f R <f) higher than the resonance frequency fR of the series resonance circuit 40, and operates as an inductive reactance.
Figure 2008295737
Here, the apparent inductance value L ′ of the series resonant circuit 40 is expressed by (Equation 4).
Figure 2008295737
On the other hand, in a frequency region (f <f R ) lower than the resonance frequency f R of the series resonance circuit 40, the impedance Z is expressed by (Equation 5) and operates as a capacitive reactance.
Figure 2008295737
Here, the apparent capacitance value C ′ of the series resonant circuit 40 is expressed by (Equation 6).
Figure 2008295737
And

このように、直列共振回路40は、印加する電圧の周波数に応じて、その共振周波数を境に異なる動作をする。本実施形態の2重同調ループコイル150の等価回路500の各直列共振回路41’、42、43の共振周波数f、f、fは、(式1)を満たすよう調整されている。このため、第1の共振周波数fの高周波信号を印加した場合、等価回路500の直列共振回路41’および直列共振回路43は容量性リアクタンス(キャパシタ)として動作し、直列共振回路42は誘導性リアクタンス(インダクタ)として動作する。このときの等価回路500の構成を図4(b)に示す。本図に示すように、第1の共振周波数周波数fの高周波信号が印加されると、等価回路500は、キャパシタ76(C’)、インダクタ73(L’)、キャパシタ77(C’)が並列に接続した並列共振回路501として表される。 As described above, the series resonance circuit 40 operates differently at the resonance frequency as a boundary according to the frequency of the applied voltage. The resonance frequencies f A , f B , and f C of the series resonant circuits 41 ′, 42, and 43 of the equivalent circuit 500 of the double tuned loop coil 150 of the present embodiment are adjusted to satisfy (Equation 1). For this reason, when a high-frequency signal having the first resonance frequency f 1 is applied, the series resonance circuit 41 ′ and the series resonance circuit 43 of the equivalent circuit 500 operate as capacitive reactances (capacitors), and the series resonance circuit 42 is inductive. Operates as a reactance (inductor). The configuration of the equivalent circuit 500 at this time is shown in FIG. As shown in the figure, when a high-frequency signal having the first resonance frequency frequency f 1 is applied, the equivalent circuit 500 includes a capacitor 76 (C A ′), an inductor 73 (L B ′), and a capacitor 77 (C C ') Is represented as a parallel resonant circuit 501 connected in parallel.

一方、第2の共振周波数周波数fの高周波信号を印加した場合は、等価回路500の直列共振回路41’および直列共振回路42は誘導性リアクタンス(インダクタ)として動作し、直列共振回路43は容量性リアクタンス(キャパシタ)として動作する。このときの等価回路500の構成を図4(c)に示す。本図に示すように、第2の共振周波数周波数fの高周波信号が印加されると、等価回路500は、インダクタ74(L’’)、インダクタ75(L’’)、キャパシタ78(C’’)が並列に接続した並列共振回路502として表される。 On the other hand, the case of applying the second high-frequency signal of the resonance frequency the frequency f 2, the series resonant circuit 41 'and the series resonant circuit 42 of the equivalent circuit 500 operates as an inductive reactance (inductor), the series resonant circuit 43 capacitor It operates as a reactive reactance (capacitor). The configuration of the equivalent circuit 500 at this time is shown in FIG. As shown in the figure, when a high frequency signal having the second resonance frequency frequency f 2 is applied, the equivalent circuit 500 includes an inductor 74 (L A ″), an inductor 75 (L B ″), and a capacitor 78 ( C C ″) is represented as a parallel resonant circuit 502 connected in parallel.

従って、並列共振回路501の共振周波数が第1の共振周波数fに、並列共振回路502の共振周波数が第2の共振周波数f2になるよう、それぞれキャパシタおよびインダクタの値を調整すると、この等価回路500で表される本実施形態の2重同調ループコイル150は、第1の共振周波数fおよび第2の共振周波数fで共振する。すなわち、2種類の磁気共鳴信号を送受信可能となる。以下、キャパシタおよびインダクタの値の調整について説明する。 Accordingly, when the values of the capacitor and the inductor are adjusted so that the resonance frequency of the parallel resonance circuit 501 becomes the first resonance frequency f 1 and the resonance frequency of the parallel resonance circuit 502 becomes the second resonance frequency f 2, this equivalent circuit is obtained. The double-tuned loop coil 150 of this embodiment represented by 500 resonates at the first resonance frequency f 1 and the second resonance frequency f 2 . That is, two types of magnetic resonance signals can be transmitted and received. Hereinafter, adjustment of the values of the capacitor and the inductor will be described.

並列共振回路501の各キャパシタ76,77の値C’C’は(式3)より以下の(式7)、(式8)で表される。また、インダクタ73の値L’は(式4)より以下の(式9)で表される。

Figure 2008295737
Figure 2008295737
Figure 2008295737
The values C A 'C C ' of the capacitors 76 and 77 of the parallel resonant circuit 501 are expressed by (Expression 7) and (Expression 8) below from (Expression 3). Further, the value L B ′ of the inductor 73 is expressed by the following (Expression 9) from (Expression 4).
Figure 2008295737
Figure 2008295737
Figure 2008295737

ここで、一般に、インダクタおよびキャパシタで構成される並列共振回路の共振周波数f0pとインダクタの値Lおよびキャパシタの値Cとの間には、以下の関係がある。

Figure 2008295737
Here, generally, the following relationship exists between the resonant frequency f 0p of the parallel resonant circuit composed of the inductor and the capacitor, the inductor value L, and the capacitor value C.
Figure 2008295737

並列共振回路501を第1の共振周波数f1に同調するよう調整する場合、並列共振回路501の共振周波数は第1の共振周波数f1となるため、fと各キャパシタ76、77の値C’、C’およびインダクタ73の値L’とは(式10)を満たす。従って、f、C’、C’、L’の関係は(式11)のとおりである。

Figure 2008295737
When the parallel resonance circuit 501 is adjusted to be tuned to the first resonance frequency f 1 , the resonance frequency of the parallel resonance circuit 501 becomes the first resonance frequency f 1, and therefore, f 1 and the value C of each capacitor 76, 77 A ′, C C ′, and the value L B ′ of the inductor 73 satisfy (Equation 10). Therefore, the relationship among f 1 , C A ′, C C ′, and L B ′ is as shown in (Formula 11).
Figure 2008295737

(式7)、(式8)、(式9)、(式11)をL、L、Lについて解くと、インダクタ11、12、13(L、L、L)は、以下の関係を有する。

Figure 2008295737
同様に、(式9)、(式7)、(式8)、(式11)をC、C、Cについて解くと、キャパシタ21、22、23(C、C、C)は、以下の関係を有する。
Figure 2008295737
(Equation 7), (8), (9) and solving the L A, L B, the L C (Equation 11), an inductor 11,12,13 (L A, L B, L C) is It has the following relationship.
Figure 2008295737
Similarly, when (Equation 9), (Equation 7), (Equation 8), and (Equation 11) are solved for C A , C B , and C C , capacitors 21, 22, and 23 (C A , C B , and C C ) Has the following relationship:
Figure 2008295737

一方、並列共振回路502の各インダクタ74、75の値L’’、L’’は(式4)より以下の(式14)、(式15)で表される。また、キャパシタ78の値C’’は(式3)より以下の(式16)で表される。

Figure 2008295737
Figure 2008295737
Figure 2008295737
On the other hand, the values L A ″ and L B ″ of the inductors 74 and 75 of the parallel resonant circuit 502 are expressed by the following (Expression 14) and (Expression 15) from (Expression 4). The value C C ″ of the capacitor 78 is expressed by the following (Expression 16) from (Expression 3).
Figure 2008295737
Figure 2008295737
Figure 2008295737

並列共振回路502を第12の共振周波数fに同調するよう調整する場合、並列共振回路502の共振周波数は第2の共振周波数fであるため、fと各インダクタ74、75の値L’’、L’’、キャパシタ78の値C’’とは(式10)を満たす。すなわち、f、L’’、L’’、C’’の関係は(式17)のとおりである。

Figure 2008295737
When adjusting the parallel resonance circuit 502 to tune to the twelfth resonance frequency f 2 , the resonance frequency of the parallel resonance circuit 502 is the second resonance frequency f 2 , and therefore, f 2 and the value L of each inductor 74, 75. A ″, L B ″, and the value C C ″ of the capacitor 78 satisfy (Equation 10). That is, the relationship among f 2 , L A ″, L B ″, and C C ″ is as shown in (Equation 17).
Figure 2008295737

(式14)、(式15)、(式16)、(式17)をL、L、Lについて解くと、インダクタ11、12、13(L、L、L)は、以下の関係を有する。

Figure 2008295737
同様に、(式14)、(式15)、(式16)、(式17)をC、C、Cについて解くと、キャパシタ21、22、23(C、C、C)は、以下の関係を有する。
Figure 2008295737
When (Equation 14), (Equation 15), (Equation 16), and (Equation 17) are solved for L A , L B , and L C , the inductors 11, 12, and 13 (L A , L B , and L C ) are It has the following relationship.
Figure 2008295737
Similarly, when (Expression 14), (Expression 15), (Expression 16), and (Expression 17) are solved for C A , C B , and C C , capacitors 21, 22, and 23 (C A , C B , and C C ) Has the following relationship:
Figure 2008295737

従って、各インダクタの値L、L、Lは(式12)と(式18)とを同時に満たす必要があるため、インダクタ12(L)およびインダクタ13(L)は、各共振周波数f、f、f、f、fおよびLを用いて、それぞれ(式20)、(式21)で表される。

Figure 2008295737
Figure 2008295737
Accordingly, since the value L A of each inductor, L B, the L C that must be met at the same time and (Equation 12) and (Equation 18), an inductor 12 (L B) and the inductor 13 (L C), each resonant Using the frequencies f 1 , f 2 , f A , f B , f C and L A , they are represented by (Equation 20) and (Equation 21), respectively.
Figure 2008295737
Figure 2008295737

一方、各キャパシタの値C、C、Cは(式13)と(式19)とを同時に満たす必要があるため、キャパシタ22(C)キャパシタ23(C)は、(式13)、(式19)より、各共振周波数f、f、f、f、fおよびCを用いて、それぞれ(式22)、(式23)で表される。

Figure 2008295737
Figure 2008295737
On the other hand, since the values C A , C B , and C C of each capacitor need to satisfy (Equation 13) and (Equation 19) at the same time, the capacitor 22 (C B ) and the capacitor 23 (C C ) ) And (Equation 19), using the resonance frequencies f 1 , f 2 , f A , f B , f C and C A , respectively, are expressed by (Equation 22) and (Equation 23).
Figure 2008295737
Figure 2008295737

等価回路500において得られた上記関係を用い、本実施形態の2重同調ループコイル150の各キャパシタおよびインダクタの値を算出する。   Using the relationship obtained in the equivalent circuit 500, the value of each capacitor and inductor of the double-tuned loop coil 150 of this embodiment is calculated.

まず、直列共振回路41の共振周波数fを決定する。上述したように、ここでは、第1の共振周波数fは120MHz、第2の共振周波数fは128MHzである。従って、直列共振回路41の共振周波数fは、(式1)より120MHzと128MHzとの中間に定める。ここでは、例えば、124MHzとする。 First, the resonance frequency f A of the series resonance circuit 41 is determined. As described above, here, the first resonance frequency f 1 is 120 MHz, and the second resonance frequency f 2 is 128 MHz. Therefore, the resonance frequency f A of the series resonance circuit 41 is determined between 120 MHz and 128 MHz from (Equation 1). Here, for example, it is set to 124 MHz.

次に、直列共振回路41のインダクタの合成値であるLを決定する。ここでは、例えば、典型的なループコイルのインダクタの値である1μHとする。従って、直列共振回路41を構成する8つのインダクタ19の値は、それぞれ125nHとなる。 Next, to determine the L A is the combined value of the inductor of the series resonant circuit 41. Here, for example, the value of the inductor of a typical loop coil is 1 μH. Accordingly, the values of the eight inductors 19 constituting the series resonant circuit 41 are each 125 nH.

次に、直列共振回路41のキャパシタの合成値であるCを決定する。ここで、一般に、直列共振回路では、その共振周波数fosとインダクタの値Lおよびキャパシタの値Cとは、以下の(式24)の関係にある。

Figure 2008295737
本関係を直列共振回路41にあてはめると、キャパシタの合成値であるCは、1.65pFとなる。従って、直列共振回路41を構成する7つのキャパシタ29の値は、それぞれ11.6pFとなる。 Next, C A that is a composite value of the capacitors of the series resonant circuit 41 is determined. Here, in general, in a series resonance circuit, the resonance frequency f os , the inductor value L, and the capacitor value C have the following relationship (Equation 24).
Figure 2008295737
Applying this relationship to the series resonant circuit 41, C A is the combined value of the capacitor becomes 1.65PF. Therefore, the values of the seven capacitors 29 constituting the series resonance circuit 41 are 11.6 pF, respectively.

次に、直列共振回路42の共振周波数fおよび直列共振回路43の共振周波数fを決定する。これらは(式1)を満たすよう決定する。このとき(式20)、(式21)、(式22)、(式23)より求まる値は、それぞれを構成するインダクタおよびキャパシタの高周波損失が低く調整が容易なように、インダクタの値が10nHから200nHの間に、キャパシタの値が10pFから200pFの間となるように決定する。図6(a)に(式1)を満たすf、fの周波数領域を示す。また図6(b)(c)に(式20)、(式21)により求まるL、Lが実際の作製・調整が可能である10nHから200nHの間に入るf、fの周波数領域を示す。同様に図6(d)(e)に(式22)、(式23)により求まるC、Cが比較的高周波損失が小さい10pFから200pFの間に入るf、fの周波数領域を示す。また図6(f)に図6(a)〜(e)すべてを満たすfb、fcの周波数領域を示す。この領域内のf、fの組み合わせならばいずれでもよい。ここでは、例えば、f=93.6MHz、f=156MHzとする。 Next, to determine the resonant frequency f C of the resonance frequency f B and the series resonant circuit 43 of the series resonant circuit 42. These are determined to satisfy (Equation 1). At this time, the values obtained from (Equation 20), (Equation 21), (Equation 22), and (Equation 23) are such that the inductor value and the inductor value are 10 nH so that the high frequency loss of the inductor and the capacitor is low and adjustment is easy. The value of the capacitor is determined to be between 10 pF and 200 pF between 1 and 200 nH. FIG. 6A shows the frequency regions of f B and f C that satisfy (Equation 1). 6B and 6C, the frequencies of f B and f C that fall between 10 nH and 200 nH where L B and L C obtained by (Expression 20) and (Expression 21) can be actually produced and adjusted. Indicates the area. Similarly, in FIGS. 6D and 6E, the frequency regions of f B and f C that fall between 10 pF and 200 pF where C B and C C obtained by (Equation 22) and (Equation 23) have relatively low high-frequency loss are shown. Show. FIG. 6 (f) shows frequency regions fb and fc that satisfy all of FIGS. 6 (a) to 6 (e). Any combination of f B and f C in this region may be used. Here, for example, f B = 93.6 MHz and f C = 156 MHz.

最後に、以上のように決定した各共振周波数f、f、f、f、fおよびL、Cを用いて、L、L、C、Cを(式20)、(式21)、(式22)、(式23)に従って算出する。その結果、L=24.5nH、L=30.7nH、C=42.6pF、C=94.3pFとなる。これは、上記、インダクタ及びキャパシタの値の範囲内に入っている。 Finally, using the resonance frequencies f 1 , f 2 , f A , f B , f C, and L A , C A determined as described above, L B , L C , C B , C C are expressed as 20), (Formula 21), (Formula 22), and (Formula 23). As a result, L B = 24.5 nH, L C = 30.7 nH, C B = 42.6 pF, and C C = 94.3 pF. This is within the range of the inductor and capacitor values described above.

このように、本実施形態の2重同調ループコイル150は、L=1μH、L=24.5nH、L=30.7nH、C=1.65pF、C=42.6pF、C=94.3pFと調整することにより、3Tにおけるフッ素の核磁気共鳴周波数120MHz及び、3Tにおける水素原子核の核磁気共鳴周波数128MHzの両方の周波数で共振し、フッ素及び、水素原子核の磁気共鳴信号を送信及び、受信する。 As described above, the double-tuned loop coil 150 of the present embodiment has L A = 1 μH, L B = 24.5 nH, L C = 30.7 nH, C A = 1.65 pF, C B = 42.6 pF, C By adjusting C = 94.3 pF, resonance occurs at both the nuclear magnetic resonance frequency 120 MHz of fluorine in 3T and the magnetic resonance frequency 128 MHz of hydrogen nucleus in 3T, and the magnetic resonance signals of fluorine and hydrogen nuclei are Send and receive.

以上のように本実施形態の2重同調ループコイル150は、互いに周波数が近い2種類の磁気共鳴周波数に同調し、2種類の磁気共鳴周波数を持つ高周波磁場を高効率かつ均一に照射するとともに、2種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信する。また、高周波損失を伴う程の大きな値を持つキャパシタや、調整が困難な小さな値を持つインダクタを用いずに、現実的な値を持つインダクタおよびキャパシタにより互いの周波数が近い2種類の磁気共鳴信号の送受信を実現する。このため、インダクタやキャパシタによる高周波損失が低減でき、互いの周波数が近い2種類の磁気共鳴信号に対するRFコイルの受信感度及び送信効率が向上する。   As described above, the double-tuned loop coil 150 of the present embodiment is tuned to two types of magnetic resonance frequencies that are close to each other, and radiates a high-frequency magnetic field having two types of magnetic resonance frequencies with high efficiency and uniformity, Two types of magnetic resonance signals are received with high sensitivity and uniform sensitivity distribution. In addition, two types of magnetic resonance signals whose frequencies are close to each other by an inductor and a capacitor having realistic values, without using a capacitor having a large value with high frequency loss or an inductor having a small value that is difficult to adjust. Realize transmission and reception. For this reason, the high frequency loss by an inductor or a capacitor can be reduced, and the reception sensitivity and transmission efficiency of the RF coil with respect to two types of magnetic resonance signals whose frequencies are close to each other are improved.

また、本実施形態の2重同調ループコイル150は、上記構成からわかるように、RFコイルの信号検出に関与しないトラップ回路が、信号検出コイル内に配置されていない。このため、トラップ回路によるRFコイルの感度分布を乱すことが無くRFコイルの感度分布の均一性を向上させることができる。   In addition, as can be seen from the above configuration, the double-tuned loop coil 150 of the present embodiment does not include a trap circuit that is not involved in RF coil signal detection in the signal detection coil. For this reason, the uniformity of the sensitivity distribution of the RF coil can be improved without disturbing the sensitivity distribution of the RF coil by the trap circuit.

さらに、本実施形態の2重同調ループコイル150のループコイル1を検査対象103に密着して配置することで、密着部分周辺の磁気共鳴信号を高感度で検出することができる。   Furthermore, by arranging the loop coil 1 of the double-tuned loop coil 150 of this embodiment in close contact with the inspection object 103, it is possible to detect magnetic resonance signals around the close contact portion with high sensitivity.

なお、本実施例では、第1の共振周波数および第2の共振周波数の組み合わせを、フッ素および水素原子核の核磁気共鳴周波数とした場合を例にあげて説明した。しかし、組み合わせはこれに限られない。ただし、1の共振周波数が他の共振周波数の70%以内に収まる組み合わせが望ましい。例えば、フッ素とヘリウム(He)、燐(31P)とリチウム(Li)、キセノン(129Xe)とナトリウム(23Na)、キセノン(129Xe)と炭素(13C)、ナトリウム(23Na)と炭素(13C)、酸素(19O)と重水(H)のなどの組み合わせが考えられる。もちろん、原子核の組み合わせはこれに限定されるものではない。 In the present embodiment, the case where the combination of the first resonance frequency and the second resonance frequency is the nuclear magnetic resonance frequency of fluorine and hydrogen nuclei has been described as an example. However, the combination is not limited to this. However, a combination in which one resonance frequency is within 70% of other resonance frequencies is desirable. For example, fluorine and helium (3 the He), phosphorus (31 P) and lithium (7 Li), xenon (129 Xe) and sodium (23 Na), xenon (129 Xe) and carbon (13 C), sodium (23 Na ) And carbon ( 13 C), oxygen ( 19 O) and heavy water ( 1 H), and the like. Of course, the combination of nuclei is not limited to this.

なお、本実施形態の2重同調ループコイルの150の形状は、上記のものに限られない。その等価回路が等価回路500と同等であればよい。   In addition, the shape of 150 of the double tuning loop coil of this embodiment is not restricted to the above. The equivalent circuit may be equivalent to the equivalent circuit 500.

例えば、ループコイル1部が鞍型コイルの形状を有していてもよい。図7に本実施形態の2重同調ループコイルの変形例である2重同調鞍型コイル151を示す。図中座標9のz軸方向は静磁場方向である。本図に示すように、2重同調鞍型コイル151は、鞍型のループコイル1の対向した2つのループが同一方向に磁場を発生するように接続され、各ループの面が円柱の側面に沿うように変形した形状を有する。   For example, one part of the loop coil may have the shape of a saddle coil. FIG. 7 shows a double-tuned saddle type coil 151 which is a modification of the double-tuned loop coil of this embodiment. The z-axis direction of coordinate 9 in the figure is the static magnetic field direction. As shown in this figure, the double-tuned saddle coil 151 is connected so that two opposed loops of the saddle type loop coil 1 generate a magnetic field in the same direction, and the surface of each loop is on the side surface of the cylinder. It has a shape deformed along.

また、例えば、ループコイル1部が蝶型コイルの形状を有していてもよい。図8に本実施形態の2重同調ループコイルの変形例である2重同調蝶型コイル152を示す。図中座標9のz軸方向は静磁場方向である。本図に示すように、2重同調蝶型コイル152は、蝶型のループコイル1の同一平面内の隣り合う2つのループが互いに逆向き方向に磁場を発生するように接続された形状を有する。   Further, for example, one part of the loop coil may have the shape of a butterfly coil. FIG. 8 shows a double-tuned butterfly coil 152 which is a modification of the double-tuned loop coil of this embodiment. The z-axis direction of coordinate 9 in the figure is the static magnetic field direction. As shown in this figure, the double-tuned butterfly coil 152 has a shape in which two adjacent loops in the same plane of the butterfly loop coil 1 are connected so as to generate magnetic fields in directions opposite to each other. .

また、例えば、ループコイル1部がソレノイドコイルの形状を有していてもよい。図9に、本実施形態の2重同調ループコイルの変形例である2重同調ソレノイドコイル153を示す。図中座標9のz軸方向は静磁場方向である。   Further, for example, one part of the loop coil may have a solenoid coil shape. FIG. 9 shows a double tuning solenoid coil 153 which is a modification of the double tuning loop coil of this embodiment. The z-axis direction of coordinate 9 in the figure is the static magnetic field direction.

2重同調鞍型コイル151、2重同調蝶型コイル152および2重同調ソレノイドコイル153は、等価回路500で表されるため、2重同調ループコイル150と回路構成及び動作原理は同じである。このため、2重同調鞍型コイル151、2重同調蝶型コイル152および2重同調ソレノイドコイル153は、水素原子核及びフッ素原子核の組み合わせで代表される互いに周波数が近い2つの磁気共鳴信号に対するRFコイルとして動作する。ただし、上記2重同調ループコイル150とはコイルの形状が異なるため、ループコイルのインダクタ11(L)とキャパシタ21(C)との値は変化するので、それに応じてL、L、C、Cを決定する必要がある。 The double-tuned saddle coil 151, the double-tuned butterfly coil 152, and the double-tuned solenoid coil 153 are represented by an equivalent circuit 500. Therefore, the circuit configuration and operation principle are the same as those of the double-tuned loop coil 150. Therefore, the double-tuned saddle coil 151, the double-tuned butterfly coil 152, and the double-tuned solenoid coil 153 are RF coils for two magnetic resonance signals whose frequencies are close to each other, represented by a combination of hydrogen nuclei and fluorine nuclei. Works as. However, since the shape of the coil is different from that of the double-tuned loop coil 150, the values of the inductor 11 (L A ) and the capacitor 21 (C A ) of the loop coil change, and accordingly, L B , L C , C B , C C need to be determined.

以上のように、2重同調鞍型コイル151、2重同調蝶型コイル152および2重同調ソレノイドコイル153は、高周波損失を伴う程の大きな値を持つキャパシタや、調整が困難な小さな値を持つインダクタを用いずに、互いの周波数が近い2種類の磁気共鳴信号を送受信可能なRFコイルを構成することが可能となるため、インダクタやキャパシタによる高周波損失が大きく低減でき、互いの周波数が近い2種類の磁気共鳴信号に対するRFコイルの受信感度及び送信効率が向上する。また、RFコイルの信号検出に関与しないトラップ回路が、信号検出コイル内に配置されていないため、トラップ回路によるRFコイルの感度分布を乱すことが無くRFコイルの感度分布の均一性を向上させることができる。   As described above, the double-tuned saddle coil 151, the double-tuned butterfly coil 152, and the double-tuned solenoid coil 153 have a capacitor having a large value with high frequency loss and a small value that is difficult to adjust. Since it is possible to configure an RF coil capable of transmitting and receiving two types of magnetic resonance signals having frequencies close to each other without using an inductor, the high frequency loss due to the inductor and the capacitor can be greatly reduced, and the frequencies close to each other 2 The reception sensitivity and transmission efficiency of the RF coil for various types of magnetic resonance signals are improved. In addition, since the trap circuit not involved in the signal detection of the RF coil is not arranged in the signal detection coil, the sensitivity distribution of the RF coil by the trap circuit is not disturbed, and the uniformity of the sensitivity distribution of the RF coil is improved. Can do.

さらに、2重同調鞍型コイル151はコイルが鞍型の形状を有していることから、図7に示すように鞍型コイルの中に、被検体の腕や足、胴体などの検査対象103を配置することにより、検査対象103の表面に加えて深部方向の領域からの2種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。   Further, since the double-tuned saddle coil 151 has a saddle shape, as shown in FIG. 7, the test object 103 such as the arm, leg, and trunk of the subject is included in the saddle coil. In addition to the surface of the inspection object 103, two types of magnetic resonance signals from the region in the deep direction can be detected with high sensitivity and uniform distribution.

また、2重同調蝶型コイル152はコイルが蝶型の形状を有していることから、被検体の腕や足、胴体などの検査対象103は、閉空間内に入ることがない。図8に示すように蝶型コイルの上部または下部に検査対象103を配置することにより、検査対象103の深部方向の領域からの2種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。   Since the double-tuned butterfly coil 152 has a butterfly shape, the test object 103 such as the subject's arm, leg, and trunk does not enter the closed space. As shown in FIG. 8, by arranging the inspection object 103 above or below the butterfly coil, two types of magnetic resonance signals from the region in the deep direction of the inspection object 103 are detected with high sensitivity and uniform distribution. Can do.

また、2重同調ソレノイドコイル153はコイルがソレノイドの形状を有していることから図9に示すようにソレノイドコイルの中に、被検体の腕や足、胴体などの検査対象103を配置することにより、検査対象103の表面に加えて深部方向の領域からの2種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。また、ソレノイドコイルは鞍型コイルと比べて、より広い領域で均一な感度分布を持つ。   Further, since the double-tuned solenoid coil 153 has a solenoid shape, as shown in FIG. 9, the test object 103 such as an arm, a leg, and a torso of the subject is arranged in the solenoid coil. Thus, in addition to the surface of the inspection object 103, two types of magnetic resonance signals from the region in the deep direction can be detected with high sensitivity and uniform distribution. Also, the solenoid coil has a uniform sensitivity distribution over a wider area than the saddle coil.

なお、これらの変形例では、ループコイル1にキャパシタ21を1つ設置しているが、複数のキャパシタとしてもよい。   In these modifications, one capacitor 21 is installed in the loop coil 1, but a plurality of capacitors may be used.

また、上記実施形態および変形例では、2種の異なる磁気共鳴信号を送受信可能な2重同調RFコイルを例にあげて説明した。しかし、本発明を適用可能なRFコイルの送受信可能な磁気共鳴信号は2種に限られない。例えば、3種の異なる磁気共鳴信号を送受信可能な3重同調ループコイルであってもよい。   In the above-described embodiment and modification, the double-tuned RF coil capable of transmitting and receiving two different types of magnetic resonance signals has been described as an example. However, the number of magnetic resonance signals that can be transmitted and received by the RF coil to which the present invention is applicable is not limited to two. For example, a triple-tuned loop coil capable of transmitting and receiving three different types of magnetic resonance signals may be used.

図10に本実施形態の2重同調ループコイルの変形例である3重同調ループコイル154を示す。本図に示すように、3重同調ループコイル154は、2重同調ループコイル150の構成に加え、キャパシタ24(C)とインダクタ14(L)とが直列接続される第4の直列共振回路44が、第3の直列共振回路43に並列に接続されている。 FIG. 10 shows a triple tuning loop coil 154 which is a modification of the double tuning loop coil of this embodiment. As shown in the figure, in addition to the configuration of the double tuning loop coil 150, the triple tuning loop coil 154 includes a fourth series resonance in which a capacitor 24 (C D ) and an inductor 14 (L D ) are connected in series. A circuit 44 is connected in parallel to the third series resonant circuit 43.

第1、第2、第3、第4の直列共振回路41、42、43、44の共振周波数(f、f、f、f)は、3重同調ループコイル154が第1、第2、第3の元素の磁気共鳴周波数に応じた第1、第2、第3の共振周波数(f、f、f)で共振するように、以下の(式25)を満たすように調整する。

Figure 2008295737
The resonance frequency (f A , f B , f C , f D ) of the first, second, third, and fourth series resonance circuits 41, 42, 43, 44 is set so that the triple-tuned loop coil 154 is the first, In order to resonate at the first, second, and third resonance frequencies (f 1 , f 2 , f 3 ) corresponding to the magnetic resonance frequencies of the second and third elements, the following (Equation 25) is satisfied. Adjust to.
Figure 2008295737

本変形例においても、各インダクタ12、13、14の値L、L、L及び各キャパシタ22、23、24の値C、C、Cは、2重同調ループコイル150の場合と同様に第1、第2、第3の共振周波数f、f、fおよびループコイル1部のインダクタの合成値L、キャパシタの合成値Cにより決定される。 Also in this modification, the values L B , L C , and L D of the inductors 12, 13, and 14 and the values C B , C C , and C D of the capacitors 22, 23, and 24 are the values of the double-tuned loop coil 150. Similarly to the case, it is determined by the first, second and third resonance frequencies f 1 , f 2 and f 3 , the combined value L A of the inductor of the loop coil 1 part, and the combined value C A of the capacitor.

本変形例の3重同調ループコイル154の動作および特性を、図11(a)に示す等価回路600を用いて説明する。本変形例の3重同調ループコイル154は、本図に示すように、インダクタとキャパシタとによる直列共振回路41’、42、43、44が4つ並列に接続された直列共振回路を並列に接続した回路の等価回路600で現される。それぞれの直列共振回路41’、42、43、44の共振周波数はf、f、f、fである。 The operation and characteristics of the triple-tuned loop coil 154 of this modification will be described using an equivalent circuit 600 shown in FIG. The triple-tuned loop coil 154 of this modification is connected in parallel to a series resonant circuit in which four series resonant circuits 41 ′, 42, 43, and 44 are connected in parallel as shown in the figure. This is represented by an equivalent circuit 600 of the above circuit. Resonant frequencies of the respective series resonant circuits 41 ′, 42, 43, and 44 are f A , f B , f C , and f D.

等価回路600は(式25)を満たすように調整されているため、第1の共振周波数fの高周波信号が印加されると、第2の直列共振回路42は誘導性リアクタンスとして動作し、インダクタ84(L’)と見なすことができる。そして、第1の直列共振回路41’、第3の直列共振回路43、第4の直列共振回路44は、容量性リアクタンスとして動作し、キャパシタ94、95、96(C’、C’、C’)と見なすことができる。 Since the equivalent circuit 600 is adjusted so as to satisfy (Equation 25), when a high frequency signal having the first resonance frequency f 1 is applied, the second series resonance circuit 42 operates as an inductive reactance, and the inductor 84 (L B ′). The first series resonant circuit 41 ′, the third series resonant circuit 43, and the fourth series resonant circuit 44 operate as capacitive reactances, and capacitors 94, 95, and 96 (C A ′, C C ′, C D ′).

従って、第1の共振周波数fにおいて、等価回路600は、図11(b)に示すインダクタ84、キャパシタ94、95、96をそれぞれ並列に接続した並列共振回路601として表される。このとき、並列共振回路601の共振周波数を第1の共振周波数fに調整すると、等価回路600、すなわち、3重同調ループコイル154は、第1の共振周波数fで共振する。また、第1の共振周波数fと、並列共振回路601を構成する各キャパシタキャパシタ94、95、96の値、C’、C’、C’およびインダクタ84の値L’の関係は、(式10)より、以下のとおりとなる。

Figure 2008295737
Accordingly, the first resonance frequency f 1, the equivalent circuit 600, the inductor 84 shown in FIG. 11 (b), expressed as a parallel resonant circuit 601 connected to the capacitor 94, 95 and 96 in parallel. In this case, adjusting the resonance frequency of the parallel resonant circuit 601 to the first resonance frequency f 1, the equivalent circuit 600, i.e., triple-tuned loop coil 154 resonates at first resonant frequency f 1. Further, the relationship between the first resonance frequency f 1 and the values of the capacitors 94, 95, 96, C A ′, C C ′, C D ′ and the value L B ′ of the inductor 84 constituting the parallel resonance circuit 601. Is as follows from (Equation 10).
Figure 2008295737

また、等価回路600は(式25)を満たすよう調整されているため、第2の共振周波数fの高周波信号が印加されると、第1、第2の直列共振回路41’、42は誘導性リアクタンスとして動作し、インダクタ85、86(L’’、L’’)と見なすことができる。また、第3、第4の直列共振回路43、44は、容量性リアクタンスとして動作し、キャパシタ97、98(C’’、C’’)と見なすことができる。 Further, since the equivalent circuit 600 that is adjusted so as to satisfy (Equation 25), the second high-frequency signal of the resonance frequency f 2 is applied, first, second series resonant circuit 41 ', 42 induction It can be regarded as inductors 85 and 86 (L A ″, L B ″). The third and fourth series resonant circuits 43 and 44 operate as capacitive reactances and can be regarded as capacitors 97 and 98 (C C ″, C D ″).

従って、第2の共振周波数fにおいて、等価回路600は、図11(c)に示すインダクタ85、86、キャパシタ97、98をそれぞれ並列に接続した並列共振回路602として表される。このとき、並列共振回路602の共振周波数を第2の共振周波数fに調整すると、等価回路600、すなわち、3重同調ループコイル154は第2の共振周波数fで共振する。また、第1の共振周波数fと、並列共振回路602を構成する各インダクタ85、86の値L’’、L’’および各キャパシタ97、98の値、C’’、C’’の関係は、(式10)より、以下のとおりとなる。

Figure 2008295737
Accordingly, in the second resonance frequency f 2, the equivalent circuit 600, the inductor 85 and 86 shown in FIG. 11 (c), expressed as a parallel resonance circuit 602 connected to the capacitor 97 and 98 in parallel. In this case, adjusting the resonance frequency of the parallel resonant circuit 602 to the second resonance frequency f 2, the equivalent circuit 600, i.e., triple-tuned loop coil 154 resonates at a second resonance frequency f 2. Further, the first resonance frequency f 1 , the values L A ″ and L B ″ of the inductors 85 and 86 constituting the parallel resonance circuit 602, and the values of the capacitors 97 and 98, C B ″ and C D The relationship of '' is as follows from (Equation 10).
Figure 2008295737

また、等価回路600は(式25)を満たすよう調整されているため、第3の共振周波数fの高周波信号が印加されると第1、第2、第3の直列共振回路41’、42、43は誘導性リアクタンスとして動作し、インダクタ87、88、89(L’’’、L’’’、L’’’)と見なすことができる。同様に、第3の共振周波数f3における第4の直列共振回路44は、容量性リアクタンスとして動作し、キャパシタ99(C’’’)と見なすことができる。 In addition, since the equivalent circuit 600 is adjusted so as to satisfy (Equation 25), when a high-frequency signal having the third resonance frequency f 3 is applied, the first, second, and third series resonance circuits 41 ′, 42. , 43 acts as an inductive reactance, the inductor 87,88,89 (L a ''', L B''', L C ''') can be regarded as. Similarly, the fourth series resonance circuit 44 at the third resonance frequency f3 operates as a capacitive reactance and can be regarded as a capacitor 99 (C D ′ ″).

従って、第3の共振周波数fにおいて、等価回路600は、図11(d)に示すインダクタ87、88、89、キャパシタ99をそれぞれ並列に接続した並列共振回路603として表される。このとき、並列共振回路603の共振周波数を第3の共振周波数fに調整すると、等価回路600、すなわち、3重同調ループコイル154は第3の共振周波数fで共振する。また、第3の共振周波数fと、並列共振回路603を構成する各インダクタ87、88、89の値L’’’、L’’’、L’’’およびキャパシタ99の値、C’’’の関係は、(式10)より、以下のとおりとなる。

Figure 2008295737
Accordingly, in the third resonant frequency f 3, the equivalent circuit 600, an inductor 87, 88 and 89 shown in FIG. 11 (d), expressed as a parallel resonant circuit 603 connected to the capacitor 99 in parallel. At this time, when the resonance frequency of the parallel resonance circuit 603 is adjusted to the third resonance frequency f 3 , the equivalent circuit 600, that is, the triple-tuned loop coil 154 resonates at the third resonance frequency f 3 . Further, the third resonance frequency f 3 , the values L A ′ ″, L B ′ ″, L C ′ ″ of the inductors 87, 88, 89 constituting the parallel resonance circuit 603, and the value of the capacitor 99, The relationship of C D ′ ″ is as follows from (Equation 10).
Figure 2008295737

(式26)(式27)(式28)を、それぞれ、L、L、L、C、C、Cについて解くと、L、L、L、C、C、Cは、f、f、fを変数とする関数として表される。f、f、fが(式25)を満たし、かつ、インダクタおよびキャパシタの値を高周波損失が低く調整が容易な範囲、すなわち、10nH<(L、L、L)<200nH、10pF<(C、C、C)<200pFとなるように調整することで、3重同調ループコイル154は、3つの元素の磁気共鳴周波数(f、f、f)で共振し、磁気共鳴信号を送信及び、受信が可能である。 Solving (Equation 26), (Equation 27), and (Equation 28) with respect to L B , L C , L D , C B , C C , and C D , respectively, L B , L C , L D , C B , and C C 1 and CD are expressed as functions having f B , f C , and f D as variables. f B , f C , and f D satisfy (Equation 25), and the values of the inductor and capacitor are low and high frequency loss is easy to adjust, that is, 10 nH <(L B , L C , L D ) <200 nH By adjusting so that 10 pF <(C B , C C , C D ) <200 pF, the triple-tuned loop coil 154 has three magnetic resonance frequencies (f 1 , f 2 , f 3 ). It can resonate and transmit and receive magnetic resonance signals.

上述してきたように、3重同調ループコイル154は、高周波損失を伴う程の大きな値を持つキャパシタや、調整が困難な小さな値を持つインダクタを用いずに、互いの周波数が近い2種類の磁気共鳴信号を送受信可能なRFコイルを構成することが可能となるため、インダクタやキャパシタによる高周波損失が大きく低減でき、互いの周波数が近い2種類の磁気共鳴信号に対するRFコイルの受信感度及び送信効率が向上する。また、RFコイルの信号検出に関与しないトラップ回路が、信号検出コイル内に配置されていないため、トラップ回路によるRFコイルの感度分布を乱すことが無くRFコイルの感度分布の均一性を向上させることができる。さらに、ループコイル1を検査対象103に密着して配置することで、密着部分周辺の周波数が互いに近い3種類の磁気共鳴信号を高感度で検出することができる。   As described above, the triple-tuned loop coil 154 has two types of magnetic fields whose frequencies are close to each other without using a capacitor having a large value with high frequency loss or an inductor having a small value that is difficult to adjust. Since it is possible to configure an RF coil capable of transmitting and receiving resonance signals, high frequency loss due to inductors and capacitors can be greatly reduced, and RF coil reception sensitivity and transmission efficiency with respect to two types of magnetic resonance signals whose frequencies are close to each other. improves. In addition, since the trap circuit not involved in the signal detection of the RF coil is not arranged in the signal detection coil, the sensitivity distribution of the RF coil by the trap circuit is not disturbed, and the uniformity of the sensitivity distribution of the RF coil is improved. Can do. Furthermore, by arranging the loop coil 1 in close contact with the inspection object 103, it is possible to detect with high sensitivity three types of magnetic resonance signals whose frequencies around the close contact portion are close to each other.

上記において、第1、第2、第3、第4の直列共振回路41、42、43、44の共振周波数(f、f、f、f)は、3重同調ループコイル154が第1、第2、第3の元素の磁気共鳴周波数に応じた第1、第2、第3の共振周波数(f、f、f)で共振するように、(式25)を満たすように調整する場合を例にあげて説明したが、各直列共振回路41、42、43の共振周波数と3重同調ループコイル154の共振周波数との関係はこれに限られない。例えば、f<f<f<f<f<f<fであってもよい。 In the above, the resonance frequency (f A , f B , f C , f D ) of the first, second, third, and fourth series resonance circuits 41, 42, 43, 44 is determined by the triple-tuned loop coil 154. (Equation 25) is satisfied so as to resonate at the first, second, and third resonance frequencies (f 1 , f 2 , f 3 ) corresponding to the magnetic resonance frequencies of the first, second, and third elements. However, the relationship between the resonance frequency of each series resonance circuit 41, 42, 43 and the resonance frequency of the triple tuning loop coil 154 is not limited to this. For example, f B <f 1 <f C <f 2 <f A <f 3 < may be f D.

なお、さらにキャパシタとインダクタが直列接続される直列共振回路を、第4の直列共振回路44と並列に接続することにより4重同調することが可能である。また、原理的には高次の同調も可能である。   Further, quadruple tuning can be achieved by connecting a series resonance circuit in which a capacitor and an inductor are connected in series to the fourth series resonance circuit 44 in parallel. In principle, higher order tuning is also possible.

<<第二の実施形態>>
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に第一の実施形態と同様である。本実施形態では、送受信用RFコイル116に、第一の実施形態の2重同調ループコイル150を2つ組み合わせて、送受信RFコイルの照射効率や受信感度を向上させる直交位相検波(QD:Quadrature Detection)方式を実現する。以下、第一の実施形態と異なる構成について説明する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment to which the present invention is applied will be described. The MRI apparatus of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, quadrature detection (QD: Quadrature Detection) that improves the irradiation efficiency and the reception sensitivity of the transmission / reception RF coil by combining two of the double-tuned loop coils 150 of the first embodiment with the transmission / reception RF coil 116. ) Method. Hereinafter, a configuration different from the first embodiment will be described.

図12は本実施形態の送受信RFコイル116を説明するための図であり、図12(a)は、送受信RFコイル116の回路図である。図中座標9のz軸方向は静磁場方向である。本図に示すように、本実施形態の送受信RFコイル116は、第1の2重同調ループコイル61と第2の2重同調ループコイル62とを備える。各2重同調ループコイル61、62の構成は、第1の実施形態の2重同調ループコイル150と同様である。さらに、本実施形態の第1の2重同調ループコイル61および第2の2重同調ループコイル62は、それぞれ第一の実施形態の2重同調ループコイル150と同様に、第1の共振周波数fおよび第2の共振周波数f(>f)で共振するよう調整されている。 FIG. 12 is a diagram for explaining the transmission / reception RF coil 116 of the present embodiment, and FIG. 12A is a circuit diagram of the transmission / reception RF coil 116. The z-axis direction of coordinate 9 in the figure is the static magnetic field direction. As shown in the figure, the transmit / receive RF coil 116 of the present embodiment includes a first double-tuned loop coil 61 and a second double-tuned loop coil 62. The configuration of each double-tuned loop coil 61, 62 is the same as that of the double-tuned loop coil 150 of the first embodiment. Further, the first double-tuned loop coil 61 and the second double-tuned loop coil 62 of the present embodiment are respectively similar to the first double-tuned loop coil 150 of the first embodiment. It is adjusted to resonate at the first and second resonance frequencies f 2 (> f 1 ).

本実施形態の送受信RFコイル116の第1の2重同調ループコイル61と第2の2重同調ループコイル62とは、それぞれ、ループコイル部1、2のループ面171、172がz軸と平行となるよう配置される。また、第2の2重同調ループコイル62は、z軸を回転軸として第1の2重同調ループコイル61を90度回転した位置に配置される。   The first double-tuned loop coil 61 and the second double-tuned loop coil 62 of the transmission / reception RF coil 116 of the present embodiment are such that the loop surfaces 171 and 172 of the loop coil portions 1 and 2 are parallel to the z axis, respectively. It is arranged to become. The second double-tuned loop coil 62 is arranged at a position obtained by rotating the first double-tuned loop coil 61 by 90 degrees with the z axis as the rotation axis.

図12(b)は、静磁場が貫通する方向(図中z軸方向)から送受信RFコイル116を見た図である。本図に示すように、本実施形態の送受信RFコイル116では、第1の2重同調ループコイル61が発生する磁場の向き63と第2の2重同調ループコイル62が発生する磁場の向き64とは直交する。このため、第1の2重同調ループコイル61と第2の2重同調ループコイル62とは磁気的に結合せず、それぞれ独立して2種類の磁気共鳴信号に対するRFコイルとして動作する。   FIG. 12B is a view of the transmission / reception RF coil 116 as seen from the direction in which the static magnetic field penetrates (z-axis direction in the figure). As shown in this figure, in the transmission / reception RF coil 116 of the present embodiment, the direction 63 of the magnetic field generated by the first double-tuned loop coil 61 and the direction 64 of the magnetic field generated by the second double-tuned loop coil 62 are shown. Is orthogonal. For this reason, the first double-tuned loop coil 61 and the second double-tuned loop coil 62 are not magnetically coupled and operate independently as RF coils for two types of magnetic resonance signals.

図13は、本実施形態の送受信RFコイル116の第1の2重同調ループコイル61および第2の2重同調ループコイル62と、高周波磁場発生器106および受信機108との接続を説明するためのブロック図である。高周波磁場発生器106の出力は分配器50に入力され2つに分けられる。このとき、互いの位相が直交するように分配される。それぞれの出力がバラン46を通って第1の2重同調ループコイル61のポート5及び第2の2重同調ループコイル62のポート6に入力される。また、2つの2重同調ループコイル61、62からの出力は、それぞれバラン46を通って信号増幅器47に入力され、信号増幅器47の出力は位相調整器48を通して合成器49に入力される。合成器49の出力は受信器108に入力される。   FIG. 13 is a diagram for explaining the connection between the first double-tuned loop coil 61 and the second double-tuned loop coil 62 of the transmit / receive RF coil 116 of the present embodiment, and the high-frequency magnetic field generator 106 and the receiver 108. FIG. The output of the high-frequency magnetic field generator 106 is input to the distributor 50 and divided into two. At this time, distribution is performed so that the phases are orthogonal to each other. The respective outputs are inputted to the port 5 of the first double-tuned loop coil 61 and the port 6 of the second double-tuned loop coil 62 through the balun 46. The outputs from the two double-tuned loop coils 61 and 62 are respectively input to the signal amplifier 47 through the balun 46, and the output of the signal amplifier 47 is input to the combiner 49 through the phase adjuster 48. The output of the synthesizer 49 is input to the receiver 108.

次に、本実施形態の送受信RFコイル116の動作を説明する。高周波磁場発生器106により第1の共振周波数fまたは第2の共振周波数fの高周波信号が送信されると、分配器50で互いの信号の位相が直交するように、信号が2つに分配され、バラン46を通ってポート5及びポート6にそれぞれ印加される。第1の2重同調ループコイル61及び第2の2重同調ループコイル62は、それぞれ第1の共振周波数f及び第2の共振周波数fで共振するよう調整されているため、印加された第1の共振周波数fまたは第2の共振周波数fの高周波信号を高周波磁場として検査対象103に照射する。このとき、第1の2重同調ループコイル61及び第2の2重同調ループコイル62が照射する高周波磁場の位相は互いに直交しているため、検査対象103には座標軸9のz軸を中心とした回転磁界が発生する。以上のように、本実施形態の送受信RFコイル116は、QD方式の送信を実現する。 Next, the operation of the transmission / reception RF coil 116 of this embodiment will be described. When a high-frequency signal having the first resonance frequency f 1 or the second resonance frequency f 2 is transmitted by the high-frequency magnetic field generator 106, the signal is divided into two signals so that the phase of each signal is orthogonal in the distributor 50. Distributed and applied to port 5 and port 6 through balun 46, respectively. The first double-tuned loop coil 61 and the second double-tuned loop coil 62 are adjusted to resonate at the first resonance frequency f 1 and the second resonance frequency f 2 , respectively. The inspection object 103 is irradiated with a high-frequency signal having the first resonance frequency f 1 or the second resonance frequency f 2 as a high-frequency magnetic field. At this time, since the phases of the high-frequency magnetic fields irradiated by the first double-tuned loop coil 61 and the second double-tuned loop coil 62 are orthogonal to each other, the inspection target 103 is centered on the z-axis of the coordinate axis 9. Rotating magnetic field is generated. As described above, the transmission / reception RF coil 116 of the present embodiment realizes QD transmission.

また、検査対象103から発生する第1の共振周波数fまたは第2の共振周波数fの磁気共鳴信号に対して、第1の2重同調ループコイル61および第2の2重同調ループコイル62は、それぞれ直交する信号成分を検出する。検出された各信号成分は信号増幅器47でそれぞれ増幅され、位相調整器48でそれぞれ処理された後、合成器49で合成され受信器108に送られる。以上のように、本実施形態の送受信RFコイル116は、QD方式の受信を実現する。 In addition, the first double-tuned loop coil 61 and the second double-tuned loop coil 62 with respect to the magnetic resonance signal having the first resonance frequency f 1 or the second resonance frequency f 2 generated from the inspection target 103. Detects signal components that are orthogonal to each other. Each detected signal component is amplified by the signal amplifier 47, processed by the phase adjuster 48, synthesized by the synthesizer 49, and sent to the receiver 108. As described above, the transmission / reception RF coil 116 of the present embodiment realizes QD reception.

以上説明したように、本実施形態の送受信RFコイルは、QD方式を実現するため、第一の実施形態の2重同調ループコイル150が奏する効果に加え、高効率で高周波磁場を検査対象103に照射でき、より高感度で2種類の磁気共鳴信号を検出することができる。   As described above, the transmission / reception RF coil of the present embodiment realizes the QD method, and in addition to the effect produced by the double-tuned loop coil 150 of the first embodiment, a high-frequency magnetic field is applied to the inspection target 103 with high efficiency. Irradiation is possible, and two types of magnetic resonance signals can be detected with higher sensitivity.

また、上記実施形態では、QD方式を実現するために第一の実施形態の2重同調ループコイル150を2つ組み合わせる場合を例をあげて説明した。しかし、QD方式を実現するために組み合わせるコイルはこれに限られない。例えば、サドル型コイルをz軸を回転軸として90度ずらして2つ配置する、または、ソレノイドコイルとサドルコイルとを円筒の向きが同じになるように配置する等、2つのコイルがそれぞれ発生する磁場が直交するよう配置可能なコイルの組であればよい。   Further, in the above embodiment, the case where two double tuned loop coils 150 of the first embodiment are combined to realize the QD method has been described as an example. However, the coils combined to realize the QD method are not limited to this. For example, two coils are generated, for example, two saddle-type coils are arranged 90 degrees apart from each other with the z-axis as a rotation axis, or a solenoid coil and a saddle coil are arranged so that the cylinders have the same orientation. Any combination of coils that can be arranged so that the magnetic fields are orthogonal to each other is acceptable.

<<第三の実施形態>>
次に本発明を適用する第三の実施形態について説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に第一の実施形態と同様である。本実施形態では、第一の実施形態の送受信RFコイル116の代わりに、送信用RFコイル116aと受信用RFコイル116bとそれぞれ独立して設ける。ここでは、送信用RFコイル116aに鳥かご型形状を有する2重同調鳥かご型RFコイルを、受信用RFコイル116bにループコイルの形状を有する2重同調ループコイルを用いる場合を例にあげて説明する。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment to which the present invention is applied will be described. The MRI apparatus of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. In this embodiment, instead of the transmission / reception RF coil 116 of the first embodiment, a transmission RF coil 116a and a reception RF coil 116b are provided independently. Here, a case where a double-tuned birdcage RF coil having a birdcage shape is used as the transmitting RF coil 116a and a double-tuned loop coil having a loop coil shape is used as the receiving RF coil 116b will be described as an example. . Hereinafter, a description will be given focusing on the configuration different from the first embodiment.

図14は、本実施形態のRFコイルと高周波磁場発生器106および受信機108との接続を説明するためのブロック図である。本図に示すように、本実施形態のRFコイルは、送信用RFコイル116aである2重同調鳥かご型RFコイル70と、受信用RFコイル116bである2重同調ループコイル71と、2重同調鳥かご型RFコイル70と2重同調ループコイル71との磁気結合を防止するための磁気結合防止回路54、68と、磁気結合防止回路54、68を駆動する磁気結合防止回路駆動装置115と、高周波磁場発生器106の出力を分配する分配器50とを備える。本実施形態では、磁気結合防止回路54、は2重同調鳥かご型RFコイル70のループ部に直列に、磁気結合防止回路68は2重同調ループコイル71に直列に挿入されている。   FIG. 14 is a block diagram for explaining the connection between the RF coil, the high-frequency magnetic field generator 106 and the receiver 108 of the present embodiment. As shown in the figure, the RF coil of the present embodiment includes a double-tuned birdcage RF coil 70 that is an RF coil 116a for transmission, a double-tuned loop coil 71 that is an RF coil 116b for reception, and double-tuned. Magnetic coupling prevention circuits 54 and 68 for preventing magnetic coupling between the birdcage type RF coil 70 and the double tuning loop coil 71, a magnetic coupling prevention circuit driving device 115 for driving the magnetic coupling prevention circuits 54 and 68, and a high frequency And a distributor 50 for distributing the output of the magnetic field generator 106. In this embodiment, the magnetic coupling prevention circuit 54 is inserted in series with the loop portion of the double-tuned birdcage RF coil 70, and the magnetic coupling prevention circuit 68 is inserted in series with the double-tuned loop coil 71.

本実施形態の2重同調ループコイル71は、等価回路が第一の実施形態の等価回路500と同等となるよう構成され、第1の共振周波数fおよび第2の共振周波数fで共振するよう調整されている。2重同調鳥かご型RFコイル70は、従来方式による回路で構成され、第1の共振周波数fおよび第2の共振周波数fで共振するよう調整されている。 The double tuned loop coil 71 of this embodiment is configured so that the equivalent circuit is equivalent to the equivalent circuit 500 of the first embodiment, and resonates at the first resonance frequency f 1 and the second resonance frequency f 2 . It has been adjusted. The double-tuned birdcage type RF coil 70 is configured by a circuit according to a conventional method, and is adjusted so as to resonate at the first resonance frequency f 1 and the second resonance frequency f 2 .

第1の共振周波数fを持つ高周波磁場を発生する高周波磁場発生器106の出力は分配器50に入力されて2つに分けられ、それぞれの出力がバラン46を通ってピックアップコイル65に入力される。また、第2の共振周波数fを持つ高周波磁場を発生する高周波磁場発生器106の出力は分配器50に入力されて2つに分けられ、それぞれの出力がバラン46を通ってピックアップコイル66に入力される。ピックアップコイル65、66は、2重同調鳥かご型RFコイル70に第1の共振周波数f及び第2の共振周波数fの高周波信号をそれぞれ伝達するように配置される。また、2重同調鳥かご型RFコイル70は複数の磁気結合防止回路54を備える。磁気結合防止回路駆動装置115から磁気結合防止回路54へ複数の制御用信号線51が接続されている。また、2重同調ループコイル71は、検査対象103に近接するよう、2重同調鳥かご型RFコイル70の内部に配置される。2重同調ループコイル71の出力は、バラン46を介して信号増幅器47に入力され、信号増幅器47から受信器108に入力される。また、磁気結合防止回路駆動装置115から、磁気結合防止回路68に複数の制御用信号線51が接続される。 The output of the high-frequency magnetic field generator 106 that generates the high-frequency magnetic field having the first resonance frequency f 1 is input to the distributor 50 and divided into two, and the respective outputs are input to the pickup coil 65 through the balun 46. The The output of the high-frequency magnetic field generator 106 that generates a high-frequency magnetic field having the second resonance frequency f 2 is input to the distributor 50 and divided into two, and each output passes through the balun 46 to the pickup coil 66. Entered. The pickup coils 65 and 66 are arranged so as to transmit high frequency signals of the first resonance frequency f 1 and the second resonance frequency f 2 to the double-tuned birdcage RF coil 70, respectively. The double-tuned birdcage RF coil 70 includes a plurality of magnetic coupling prevention circuits 54. A plurality of control signal lines 51 are connected from the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 to the magnetic coupling prevention circuit 54. The double-tuned loop coil 71 is disposed inside the double-tuned birdcage RF coil 70 so as to be close to the inspection object 103. The output of the double-tuned loop coil 71 is input to the signal amplifier 47 through the balun 46 and input from the signal amplifier 47 to the receiver 108. A plurality of control signal lines 51 are connected from the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 to the magnetic coupling prevention circuit 68.

図15(a)は、本実施形態の2重同調鳥かご型RFコイル70の構成および配置を説明するための図である。本図に示すように、本実施形態の2重同調鳥かご型RFコイル70は、2つのループ導体8がループ面に垂直な軸を共通の軸として対向して配置され、ループ導体8の軸方向に平行な複数(図15(a)では一例として8本)の直線導体7で接続される。ループ導体8には、それぞれ複数の磁気結合防止回路54が挿入されている。また、2重同調鳥かご型RFコイル70は、その円筒形の中心軸がz軸方向に平行に配置される。   FIG. 15A is a diagram for explaining the configuration and arrangement of the double-tuned birdcage type RF coil 70 of the present embodiment. As shown in this figure, in the double-tuned birdcage type RF coil 70 of the present embodiment, two loop conductors 8 are arranged so as to face each other with an axis perpendicular to the loop surface as a common axis. Are connected by a plurality of straight conductors 7 (eight as an example in FIG. 15A). A plurality of magnetic coupling prevention circuits 54 are inserted in the loop conductors 8 respectively. The double-tuned birdcage type RF coil 70 has a cylindrical central axis arranged in parallel to the z-axis direction.

図15(b)は、本実施形態の磁気結合防止回路54の構成を説明するための図である。本図に示すように、本実施形態の磁気結合防止回路は、キャパシタ26とキャパシタ27が直列に接続された直列回路と、インダクタ18とは並列に接続されている。また、キャパシタ26には、PINダイオード30とインダクタ16が直列に接続された回路が並列に接続され、キャパシタ27には、PINダイオード31とインダクタ17が直列に接続された回路が並列に接続されている。PINダイオードは、ダイオードの順方向に流れる直流電流の値が一定値以上で概ね導通状態となる特性を持ち、直流電流によりダイオードのオン/オフを制御することができる。また、磁気結合防止回路駆動装置115の出力端子は、PINダイオード30とインダクタ16の接続点とPINダイオード31とインダクタ17の接続点に接続されている。磁気結合防止回路駆動装置115からの制御電流51で磁気結合防止回路54のPINダイオード30、31をオン/オフ制御することにより、高周波信号送信時には、2重同調鳥かご型コイル70を送信用RFコイル116aとして機能させ、高周波信号受信時には、2重同調鳥かご型コイル70を高インピーダンス化し、受信用RFコイル116b(2重同調ループコイル71)と干渉させない。本動作の詳細については後述する。   FIG. 15B is a diagram for explaining the configuration of the magnetic coupling prevention circuit 54 of the present embodiment. As shown in the figure, in the magnetic coupling prevention circuit of this embodiment, a series circuit in which a capacitor 26 and a capacitor 27 are connected in series and an inductor 18 are connected in parallel. The capacitor 26 is connected in parallel with a circuit in which a PIN diode 30 and an inductor 16 are connected in series. The capacitor 27 is connected in parallel with a circuit in which a PIN diode 31 and an inductor 17 are connected in series. Yes. The PIN diode has a characteristic that a value of a direct current flowing in the forward direction of the diode is approximately a certain value and becomes a conductive state, and the on / off of the diode can be controlled by the direct current. The output terminal of the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 is connected to a connection point between the PIN diode 30 and the inductor 16 and a connection point between the PIN diode 31 and the inductor 17. By turning on / off the PIN diodes 30 and 31 of the magnetic coupling prevention circuit 54 with the control current 51 from the magnetic coupling prevention circuit driving device 115, the double-tuned birdcage coil 70 is made to transmit the RF coil when transmitting a high frequency signal. It functions as 116a, and when receiving a high-frequency signal, the double-tuned birdcage coil 70 has a high impedance and does not interfere with the reception RF coil 116b (double-tuned loop coil 71). Details of this operation will be described later.

図16(a)は、2重同調ループコイル71の構成を説明するための図である。図中座標9のz軸方向は静磁場方向である。本実施形態の2重同調ループコイル71は、第一の実施形態の2重同調ループコイル150と基本的に同様であり、さらに、磁気結合防止回路68をループコイル1に備える。図16(b)に示す磁気結合防止回路68は、キャパシタ26とキャパシタ27が直列に接続されている。また、キャパシタ26には、PINダイオード30とインダクタ16が直列に接続された回路が並列に接続され、キャパシタ27には、PINダイオード31とインダクタ17が直列に接続された回路が並列に接続されている。PINダイオードは、ダイオードの順方向に流れる直流電流の値が一定値以上で概ね導通状態となる特性を持ち、直流電流によりダイオードのオン/オフを制御することができる。また、磁気結合防止回路駆動装置115の出力端子は、PINダイオード30とインダクタ16の接続点とPINダイオード31とインダクタ17の接続点に接続されている。磁気結合防止回路駆動装置115からの制御電流51によりオン/オフ制御され、高周波信号受信時には、2重同調ループコイル71を受信用RFコイル116bとして機能させ、高周波磁場送信時には、2重同調ループコイル71を高インピーダンス化し、送信用RFコイル116a(2重同調鳥かご型コイル70)と干渉しないよう制御する。本動作の詳細については、後述する。   FIG. 16A is a diagram for explaining the configuration of the double tuning loop coil 71. The z-axis direction of coordinate 9 in the figure is the static magnetic field direction. The double-tuned loop coil 71 of this embodiment is basically the same as the double-tuned loop coil 150 of the first embodiment, and further includes a magnetic coupling prevention circuit 68 in the loop coil 1. In the magnetic coupling prevention circuit 68 shown in FIG. 16B, the capacitor 26 and the capacitor 27 are connected in series. The capacitor 26 is connected in parallel with a circuit in which a PIN diode 30 and an inductor 16 are connected in series. The capacitor 27 is connected in parallel with a circuit in which a PIN diode 31 and an inductor 17 are connected in series. Yes. The PIN diode has a characteristic that a value of a direct current flowing in the forward direction of the diode is approximately a certain value and becomes a conductive state, and the on / off of the diode can be controlled by the direct current. The output terminal of the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 is connected to a connection point between the PIN diode 30 and the inductor 16 and a connection point between the PIN diode 31 and the inductor 17. The on / off control is performed by the control current 51 from the magnetic coupling prevention circuit driving device 115. The double tuning loop coil 71 functions as the receiving RF coil 116b when receiving a high frequency signal, and the double tuning loop coil is used when transmitting a high frequency magnetic field. 71 is controlled to have a high impedance so as not to interfere with the transmitting RF coil 116a (double-tuned birdcage coil 70). Details of this operation will be described later.

高周波磁場発生器106より共振周波数fまたはfを持つ高周波磁場を2重同調鳥かご型コイル70に印加する直前に、磁気結合防止回路駆動装置115は、2重同調鳥かご型コイル70のPINダイオード30に流す制御電流51の値を0に設定するとともに、2重同調ループコイル71のPINダイオード31がオンとなるように、直流の制御電流51を印加する。 Immediately before the high-frequency magnetic field having the resonance frequency f 1 or f 2 is applied from the high-frequency magnetic field generator 106 to the double-tuned birdcage coil 70, the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 performs the PIN diode of the double-tuned birdcage coil 70. The value of the control current 51 flowing to 30 is set to 0, and the DC control current 51 is applied so that the PIN diode 31 of the double tuning loop coil 71 is turned on.

制御電流51を2重同調ループコイル71に印加することにより、PINダイオード31がオンとなり、キャパシタ26とインダクタ16とからなる並列共振回路55が共振周波数fで共振し、キャパシタ27とインダクタ17とからなる並列共振回路56が共振周波数fで共振する。その結果、2重同調ループコイル71のインピーダンスは極めて高くなり、2重同調ループコイル71にはほとんど電流が流れず、磁界もほとんど発生しない。 By applying a control current 51 in double-tuned loop coil 71, PIN diode 31 is turned on, and the resonant parallel resonant circuit 55 consisting of capacitor 26 and inductor 16. is at the resonance frequency f 1, the capacitor 27 and the inductor 17 parallel resonant circuit 56 resonates at the resonance frequency f 2 made of. As a result, the impedance of the double-tuned loop coil 71 is extremely high, and almost no current flows through the double-tuned loop coil 71 and almost no magnetic field is generated.

一方、2重同調鳥かご型コイル70では、ダイオード30に流れる制御電流51の値が0となるため、全てのダイオード30はオフとなり、並列共振回路54は、2つのキャパシタ26、27を直列接続した回路と、インダクタ18を並列に接続した並列回路と等価な回路(トラップ回路)となり、2重同調鳥かご型コイル70は、共振周波数fおよび共振周波数fで共振する。 On the other hand, in the double-tuned birdcage coil 70, the value of the control current 51 flowing through the diode 30 is 0, so that all the diodes 30 are turned off, and the parallel resonant circuit 54 has two capacitors 26 and 27 connected in series. The circuit is equivalent to a parallel circuit in which the inductor 18 is connected in parallel (trap circuit), and the double-tuned birdcage coil 70 resonates at the resonance frequency f 1 and the resonance frequency f 2 .

したがって、2重同調鳥かご型コイル70と2重同調ループコイル71との磁気結合が無くなり、2重同調鳥かご型コイル70は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのQ値の低下無しに、共振周波数fまたはfを持つ高周波磁場を検査対象103に照射できる。 Therefore, the magnetic coupling between the double-tuned birdcage coil 70 and the double-tuned loop coil 71 is eliminated, and the double-tuned birdcage coil 70 can resonate without moving the resonance frequency due to the magnetic coupling or lowering the Q value of the coil. The inspection object 103 can be irradiated with a high-frequency magnetic field having the frequency f 1 or f 2 .

高周波磁場を印加した後、検査対象103から発せられる磁気共鳴信号を受信する際、磁気結合防止回路駆動装置115は、2重同調鳥かご型コイル70のダイオード30がオンとなるように制御電流51を印加し、2重同調ループコイル71のダイオード31に流す制御電流51の値を0に設定する。   When a magnetic resonance signal emitted from the inspection object 103 is received after applying the high frequency magnetic field, the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 sets the control current 51 so that the diode 30 of the double tuning birdcage coil 70 is turned on. The value of the control current 51 applied to the diode 31 of the double tuning loop coil 71 is set to zero.

制御電流51を2重同調鳥かご型コイル70に印加することにより、ダイオード30がオンとなり、キャパシタ26とインダクタ16とからなる並列共振回路130が共振周波数fで共振し、キャパシタ27とインダクタ17とからなる並列共振回路131が共振周波数fで共振する。その結果、共振周波数f、fにおいて2重同調鳥かご型コイル70のインピーダンスは極めて高くなり、2重同調鳥かご型コイル70にはほとんど電流が流れず磁界もほとんど発生しない。 By applying a control current 51 double tuned birdcage coil 70, diode 30 is turned on, and the resonant parallel resonant circuit 130 consisting of a capacitor 26 and an inductor 16. is at the resonance frequency f 1, the capacitor 27 and the inductor 17 parallel resonance circuit 131 resonates at the resonance frequency f 2 made of. As a result, the impedance of the double-tuned birdcage coil 70 is extremely high at the resonance frequencies f 1 and f 2 , so that almost no current flows through the double-tuned birdcage coil 70 and no magnetic field is generated.

一方、2重同調ループコイル71では、ダイオード31に流れる制御電流51の値が0となるため、ダイオード31はオフとなり、インダクタ16とキャパシタ26との接続およびインダクタ17とキャパシタ27の接続が切れる。その結果、2重同調ループコイル71は、第一の実施形態の2重同調ループコイル150と等価な回路となり、共振周波数f、fで共振するコイルとして動作する。 On the other hand, in the double-tuned loop coil 71, the value of the control current 51 flowing through the diode 31 is 0, so the diode 31 is turned off, and the connection between the inductor 16 and the capacitor 26 and the connection between the inductor 17 and the capacitor 27 are disconnected. As a result, the double-tuned loop coil 71 becomes a circuit equivalent to the double-tuned loop coil 150 of the first embodiment, and operates as a coil that resonates at the resonance frequencies f 1 and f 2 .

したがって、検査対象103から発せられる共振周波数fまたはfに対応する2つの磁気共鳴信号を受信する際、2重同調鳥かご型コイル70と2重同調ループコイル71との磁気結合が無くなり、2重同調ループコイル71は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのQ値の低下無しに、共振周波数fまたはfに対応する磁気共鳴信号を高感度に受信する。 Therefore, when two magnetic resonance signals corresponding to the resonance frequency f 1 or f 2 emitted from the inspection object 103 are received, the magnetic coupling between the double-tuned birdcage coil 70 and the double-tuned loop coil 71 is lost. The double-tuned loop coil 71 receives a magnetic resonance signal corresponding to the resonance frequency f 1 or f 2 with high sensitivity without moving the resonance frequency due to magnetic coupling or lowering the Q value of the coil.

上述してきたように、本実施形態によれば、高周波磁場印加時および磁気共鳴信号の受信時に、互いに近い2つの磁気共鳴周波数に同調する2重同調鳥かご型RFコイル70と2重同調ループコイル71との、互いの磁気結合を防止できる。その結果、2重同調鳥かご型RFコイル70が互いに近い2種類の磁気共鳴周波数を持つ均一な高周波磁場の信号を送信し、2重同調ループコイル71が互いに近い2種類の磁気共鳴信号を高感度かつ同時に受信することができる。   As described above, according to the present embodiment, the double-tuned birdcage RF coil 70 and the double-tuned loop coil 71 that are tuned to two magnetic resonance frequencies close to each other when a high-frequency magnetic field is applied and when a magnetic resonance signal is received. And mutual magnetic coupling can be prevented. As a result, the double-tuned birdcage RF coil 70 transmits a uniform high-frequency magnetic field signal having two types of magnetic resonance frequencies close to each other, and the double-tuned loop coil 71 has high sensitivity to two types of magnetic resonance signals close to each other. And can be received simultaneously.

従って、本実施形態によれば、送信用RFコイル116aの形状と受信用RFコイル116bの形状とを独立に選択することできる。本実施形態によれば、第一の実施形態が奏する効果に加え、RFコイル116の形状による効果が得られる。例えば、照射分布の均一性が高い2重同調鳥かご型コイル70を送信用RFコイル116aとして用い、検査対象103の形状や大きさに応じて受信用RFコイル116bの形状を選ぶことで、個々の検査対象103に最適化した磁気共鳴画像の撮像が可能となる。もちろん、送信用RFコイル116aは2重同調鳥かご型RFコイル70に限定されるものではない。   Therefore, according to the present embodiment, the shape of the transmission RF coil 116a and the shape of the reception RF coil 116b can be selected independently. According to this embodiment, in addition to the effect which 1st embodiment has, the effect by the shape of RF coil 116 is acquired. For example, by using a double-tuned birdcage type coil 70 with high uniformity of irradiation distribution as the transmission RF coil 116a, and selecting the shape of the reception RF coil 116b according to the shape and size of the inspection object 103, each individual The magnetic resonance image optimized for the inspection object 103 can be taken. Of course, the transmitting RF coil 116 a is not limited to the double-tuned birdcage RF coil 70.

本実施形態では、受信用RFコイル116bとして、図17に示すような2重同調アレイコイル72を用いることが可能である。2重同調アレイコイル72は、部分的に重なり合った複数(図17では4個)のループコイル1から構成される。隣り合うループコイル1の重なりの位置は、互いのループコイル1の磁気結合が無くなるように調整されている。2重同調アレイコイル72を用いることにより、1個の受信用2重同調コイル71を用いる場合に比べて広い領域の撮像が可能となる。従って、例えば、検査対象103である被検体(患者)の体幹部全体に対して、互いに近い2種類の磁気共鳴信号を高感度かつ同時に受信することが可能となる。   In the present embodiment, a double-tuned array coil 72 as shown in FIG. 17 can be used as the reception RF coil 116b. The double-tuned array coil 72 is composed of a plurality of (four in FIG. 17) loop coils 1 that partially overlap each other. The overlapping position of the adjacent loop coils 1 is adjusted so that the magnetic coupling between the loop coils 1 is eliminated. By using the double tuning array coil 72, it is possible to image a wider area than when using a single receiving double tuning coil 71. Therefore, for example, two types of magnetic resonance signals that are close to each other can be simultaneously received with high sensitivity over the entire trunk of the subject (patient) that is the examination target 103.

なお、磁気結合防止回路68は上記構成に限られない。例えば、図16(c)に示す構成であってもよい。図16(c)に示す磁気結合防止回路69は、磁気結合回路68が備える磁気結合防止回路駆動装置115とそれによって駆動されるPINダイオードとの代わりに、極性の向きが異なる2つのPINダイオードを組み合わせた、クロスダイオード34を備える。キャパシタ26とキャパシタ27が直列に接続されている。また、キャパシタ26には、クロスダイオード34とインダクタ16が直列に接続された回路が並列に接続され、キャパシタ27には、クロスダイオード34とインダクタ17が直列に接続された回路が並列に接続されている。   The magnetic coupling prevention circuit 68 is not limited to the above configuration. For example, the configuration shown in FIG. In the magnetic coupling prevention circuit 69 shown in FIG. 16C, two PIN diodes having different polar directions are used instead of the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 provided in the magnetic coupling circuit 68 and the PIN diode driven thereby. A combined cross diode 34 is provided. A capacitor 26 and a capacitor 27 are connected in series. The capacitor 26 is connected in parallel with a circuit in which the cross diode 34 and the inductor 16 are connected in series. The capacitor 27 is connected in parallel with a circuit in which the cross diode 34 and the inductor 17 are connected in series. Yes.

高周波磁場発生器106より共振周波数fまたはfを持つ高周波磁場を2重同調鳥かご型コイル70に印加する直前に、磁気結合防止回路駆動装置115は、2重同調鳥かご型コイル70のPINダイオード30に流す制御電流51の値を0に設定する。 Immediately before the high-frequency magnetic field having the resonance frequency f 1 or f 2 is applied from the high-frequency magnetic field generator 106 to the double-tuned birdcage coil 70, the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 performs the PIN diode of the double-tuned birdcage coil 70. The value of the control current 51 flowing through 30 is set to 0.

2重同調鳥かご型コイル70では、ダイオード30に流れる制御電流51の値が0となるため、全てのダイオード30はオフとなり、並列共振回路54は、2つのキャパシタ26、27を直列接続した回路と、インダクタ18を並列に接続した並列回路と等価な回路(トラップ回路)となり、2重同調鳥かご型コイル70は、共振周波数fおよび共振周波数fで共振する。 In the double-tuned birdcage coil 70, the value of the control current 51 flowing through the diode 30 is 0, so that all the diodes 30 are turned off, and the parallel resonant circuit 54 includes a circuit in which two capacitors 26 and 27 are connected in series. Thus, the circuit is equivalent to a parallel circuit in which the inductors 18 are connected in parallel (trap circuit), and the double-tuned birdcage coil 70 resonates at the resonance frequency f 1 and the resonance frequency f 2 .

一方、高周波磁場が印加された2重同調ループコイル71には、磁気結合により大きな起電力が発生し、クロスダイオード34はオンとなり、キャパシタ26とインダクタ16とからなる並列共振回路57が共振周波数fで共振し、キャパシタ27とインダクタ17とからなる並列共振回路58が共振周波数fで共振する。その結果、2重同調ループコイル71のインピーダンスは極めて高くなり、2重同調ループコイル71にはほとんど電流が流れず、磁界もほとんど発生しない。 On the other hand, the double tuning loop coil 71 to which the high frequency magnetic field is applied generates a large electromotive force due to magnetic coupling, the cross diode 34 is turned on, and the parallel resonance circuit 57 including the capacitor 26 and the inductor 16 has a resonance frequency f. resonates at 1, the parallel resonance circuit 58 consisting of capacitor 27 and inductor 17. resonates at the resonance frequency f 2. As a result, the impedance of the double-tuned loop coil 71 is extremely high, and almost no current flows through the double-tuned loop coil 71 and almost no magnetic field is generated.

したがって、2重同調鳥かご型コイル70と2重同調鳥ループコイル71との磁気結合が無くなり、2重同調鳥かご型コイル70は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのQ値の低下無しに、共振周波数fまたはfを持つ高周波磁場を検査対象103に照射できる。 Therefore, the magnetic coupling between the double-tuned birdcage coil 70 and the double-tuned birdcage coil 71 is eliminated, and the double-tuned birdcage coil 70 can be operated without moving the resonance frequency due to the magnetic coupling or lowering the Q value of the coil. The inspection object 103 can be irradiated with a high-frequency magnetic field having a resonance frequency f 1 or f 2 .

高周波磁場を印加した後、検査対象103から発せられる磁気共鳴信号を受信する際、磁気結合防止回路駆動装置115は、2重同調鳥かご型コイル70のPINダイオード30に流す制御電流51印加する。   When receiving a magnetic resonance signal emitted from the test object 103 after applying the high frequency magnetic field, the magnetic coupling prevention circuit driving device 115 applies the control current 51 to be supplied to the PIN diode 30 of the double tuning birdcage coil 70.

制御電流51を2重同調鳥かご型コイル70に印加することにより、ダイオード30がオンとなり、キャパシタ26とインダクタ16とからなる並列共振回路130が共振周波数fで共振し、キャパシタ27とインダクタ17とからなる並列共振回路131が共振周波数fで共振する。その結果、共振周波数f、fにおいて2重同調鳥かご型コイル70のインピーダンスは極めて高くなり、2重同調鳥かご型コイル70には電流が流れず磁界も発生しない。 By applying a control current 51 double tuned birdcage coil 70, diode 30 is turned on, and the resonant parallel resonant circuit 130 consisting of a capacitor 26 and an inductor 16. is at the resonance frequency f 1, the capacitor 27 and the inductor 17 parallel resonance circuit 131 resonates at the resonance frequency f 2 made of. As a result, the impedance of the double-tuned birdcage coil 70 becomes extremely high at the resonance frequencies f 1 and f 2 , and no current flows through the double-tuned birdcage coil 70 and no magnetic field is generated.

一方、2重同調ループコイル71では、検査対象103から発生られる磁気共鳴信を受信する。しかし、磁気共鳴信号は極めて小さな電流であるため、クロスダイオード34はオフとなり、インダクタ16、インダクタ17とは接続されない。その結果、2重同調ループコイル71は、第一の実施形態の2重同調ループコイル150と等価な回路となり、共振周波数f、fで共振するコイルとして動作する。 On the other hand, the double-tuned loop coil 71 receives a magnetic resonance signal generated from the inspection object 103. However, since the magnetic resonance signal is an extremely small current, the cross diode 34 is turned off and the inductor 16 and the inductor 17 are not connected. As a result, the double-tuned loop coil 71 becomes a circuit equivalent to the double-tuned loop coil 150 of the first embodiment, and operates as a coil that resonates at the resonance frequencies f 1 and f 2 .

このように、磁気結合防止回路69を用いる場合は、受信用2重同調コイルは磁気結合防止回路駆動装置115を用いずに送信用2重同調鳥かご型RFコイル70と受信用2重同調コイル71との磁気結合を防止できる。従って、磁気結合防止回路68を用いる場合に得られる効果に加え、さらに構成が簡素化できるという効果を奏する。   As described above, when the magnetic coupling prevention circuit 69 is used, the reception double tuning coil does not use the magnetic coupling prevention circuit driving device 115, and the transmission double tuning birdcage RF coil 70 and the reception double tuning coil 71 are used. And magnetic coupling can be prevented. Therefore, in addition to the effect obtained when the magnetic coupling prevention circuit 68 is used, there is an effect that the configuration can be further simplified.

<<第四の実施形態>>
次に、本発明を適用する第四の実施形態について説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に上記各実施形態と同様である。本実施形態では、第二の実施形態と同様に、送受信用RFコイル116に、第一の実施形態の2重同調ループコイル150を2つ組み合わせて用いる。しかし、本実施形態では、2つの2重同調ループコイルのループ面を同一平面内に設置する。以下、第二の実施形態と異なる構成について説明する。
<< Fourth Embodiment >>
Next, a fourth embodiment to which the present invention is applied will be described. The MRI apparatus of this embodiment is basically the same as that of each of the above embodiments. In this embodiment, similarly to the second embodiment, the transmission / reception RF coil 116 is used by combining two double-tuned loop coils 150 of the first embodiment. However, in this embodiment, the loop surfaces of the two double tuning loop coils are installed in the same plane. Hereinafter, a configuration different from the second embodiment will be described.

図18は、本実施形態の送受信用RFコイル116を説明するための図である。図中座標9のz軸方向は静磁場方向である。本図に示すように本実施形態の送受信用RFコイル116は、第1の2重同調ループコイル59と第2の2重同調ループコイル60とを備える。各2重同調ループコイル59、60の構成は、第1の実施形態の2重同調ループコイル150と同様である。さらに、本実施形態の第1の2重同調ループコイル59および第2の2重同調ループコイル60は、それぞれ第一の実施形態の2重同調ループコイル150と同様に、2つの異なる共振周波数で共振するよう調整されている。   FIG. 18 is a diagram for explaining the transmission / reception RF coil 116 according to the present embodiment. The z-axis direction of coordinate 9 in the figure is the static magnetic field direction. As shown in the figure, the transmission / reception RF coil 116 of this embodiment includes a first double-tuned loop coil 59 and a second double-tuned loop coil 60. The configuration of each double-tuned loop coil 59, 60 is the same as that of the double-tuned loop coil 150 of the first embodiment. Furthermore, each of the first double-tuned loop coil 59 and the second double-tuned loop coil 60 of the present embodiment has two different resonance frequencies, similar to the double-tuned loop coil 150 of the first embodiment. It is adjusted to resonate.

本実施形態の送受信RFコイル116の第1の2重同調ループコイル59のループ面173は、座標9のxz面と平行な面上に配置される。第2の2重同調ループコイル60のループ面174は、第1の2重同調ループコイル59のループ面173と同一平面内に設置される。また、第2の2重同調ループコイル60は第1の2重同調ループコイル59の内側に配置され、第1の2重同調ループコイル59とは異なる2つの共振周波数で共振するよう調整されている。また、第1の2重同調ループコイル59には、第2の2重同調ループコイル60との磁気結合を防止するため、ループコイルに直列に第2の2重同調ループコイルが同調する2つの周波数にそれぞれ調整された並列共振回路35、並列共振回路36とが挿入される。一方、第2の2重同調ループコイルには、第1の2重同調ループコイルとの磁気結合を防止するため、ループコイルに直列に、第1の2重同調ループコイルが同調する2つの周波数のそれぞれ調整された並列共振回路37と並列共振回路38とが接続される。   The loop surface 173 of the first double-tuned loop coil 59 of the transmission / reception RF coil 116 of this embodiment is disposed on a plane parallel to the xz plane of the coordinate 9. The loop surface 174 of the second double-tuned loop coil 60 is installed in the same plane as the loop surface 173 of the first double-tuned loop coil 59. The second double-tuned loop coil 60 is disposed inside the first double-tuned loop coil 59 and is adjusted to resonate at two resonance frequencies different from those of the first double-tuned loop coil 59. Yes. Further, in order to prevent magnetic coupling with the second double-tuned loop coil 60, the first double-tuned loop coil 59 includes two loops in which the second double-tuned loop coil is tuned in series. A parallel resonant circuit 35 and a parallel resonant circuit 36 each adjusted to a frequency are inserted. On the other hand, the second double-tuned loop coil has two frequencies at which the first double-tuned loop coil is tuned in series with the loop coil to prevent magnetic coupling with the first double-tuned loop coil. The adjusted parallel resonance circuit 37 and the parallel resonance circuit 38 are connected.

以下、本実施形態の送受信RFコイル116の動作を説明する。ここでは、第1の2重同調ループコイル59は、Hと19F(それぞれ第1の共振周波数f、第2の共振周波数fとする。)に共振するようインダクタ11、12、13およびキャパシタ21、22、23が調整され、第2の2重同調ループコイル60は、23Na(ナトリウム)と13C(炭素)(それぞれ第3の共振周波数f、第4の共振周波数fとする。)に共振するようインダクタ81、82、83およびキャパシタ91、92、93が調整されている場合を例にあげて説明する。 Hereinafter, the operation of the transmission / reception RF coil 116 of the present embodiment will be described. Here, the first double-tuned loop coil 59 has inductors 11, 12, 13 that resonate at 1 H and 19 F (first resonance frequency f 1 and second resonance frequency f 2 , respectively). And the capacitors 21, 22, and 23 are adjusted, and the second double-tuned loop coil 60 includes 23 Na (sodium) and 13 C (carbon) (the third resonance frequency f 3 and the fourth resonance frequency f 4 , respectively). The case where the inductors 81, 82, 83 and the capacitors 91, 92, 93 are adjusted so as to resonate will be described as an example.

第1の2重同調ループコイル59に第1の共振周波数fの信号を送信する場合、または、第1の2重同調ループコイル59が第1の共振周波数fの信号を受信する場合(以下、送受信合わせて同調と記載する。)、第2の2重同調ループコイル60のループコイルに直列に挿入されている並列共振回路37は、第1の共振周波数fで共振するよう調整されているため、そのインピーダンスは極めて高くなる。一方、第1の2重同調ループコイル59が第2の共振周波数fに同調する場合、第2の2重同調ループコイル60のループに直列に挿入されている並列共振回路38は、第2の共振周波数fで共振するように調整されているため、そのインピーダンスは極めて高くなる。従って、第1の2重同調ループコイル59がいずれの周波数(f、f)に同調する場合であっても、第1の2重同調ループコイル59と第2の2重同調ループコイル60との磁気結合が無くなり、第1の2重同調ループコイル59は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのQ値の低下無しに、第1または第2の共振周波数(f、f)の高周波磁場を検査対象103に照射し、かつ、検出できる。 When a signal having the first resonance frequency f 1 is transmitted to the first double-tuned loop coil 59, or when a signal having the first resonance frequency f 2 is received by the first double-tuned loop coil 59 ( The parallel resonance circuit 37 inserted in series in the loop coil of the second double-tuned loop coil 60 is adjusted so as to resonate at the first resonance frequency f 1. Therefore, the impedance becomes extremely high. On the other hand, if the first double-tuned loop coil 59 is tuned to the second resonance frequency f 2, the parallel resonant circuit 38 which is inserted in series with the loop of the second double-tuned loop coil 60, the second Since the resonance frequency f 2 is adjusted so as to resonate, the impedance becomes extremely high. Therefore, regardless of the frequency (f 1 , f 2 ) of the first double-tuned loop coil 59, the first double-tuned loop coil 59 and the second double-tuned loop coil 60 are used. And the first double-tuned loop coil 59 has the first or second resonance frequency (f 1 , f 2 ) without moving the resonance frequency due to magnetic coupling or lowering the Q value of the coil. The high frequency magnetic field can be irradiated to the inspection object 103 and detected.

同様に、第2の2重同調ループコイル60が第3の共振周波数fに同調する場合、第1の2重同調ループコイル59のループに直列に挿入されている並列共振回路35は、第3の共振周波数fで共振するように調整されているため、そのインピーダンスが極めて高くなる。一方、第2の2重同調ループコイル60が第4の共振周波数fで同調する場合、第1の2重同調ループコイル59のループに直列に挿入されている並列共振回路36は、第4の共振周波数で共振するように調整されているため、そのインピーダンスは極めて高くなる。従って、第2の2重同調ループコイル60がいずれの周波数(f、f)に同調する場合であっても、第1の2重同調ループコイル59と第2の2重同調ループコイル60との磁気結合が無くなり、第2の2重同調ループコイル60は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのQ値の低下無しに、第3または第4の共振周波数(f、f)の高周波磁場を検査対象103に照射し、かつ、検出できる。 Similarly, when the second double-tuned loop coil 60 is tuned to the third resonance frequency f 3, the parallel resonance circuit 35 is serially inserted into the loop of the first double-tuned loop coil 59, first Since the resonance frequency f 3 is adjusted so as to resonate, the impedance becomes extremely high. On the other hand, when the second double-tuned loop coil 60 tunes in the fourth resonance frequency f 4, the parallel resonance circuit 36 is serially inserted into the loop of the first double-tuned loop coil 59, a fourth Therefore, the impedance is extremely high. Accordingly, regardless of the frequency (f 3 , f 4 ) of the second double-tuned loop coil 60, the first double-tuned loop coil 59 and the second double-tuned loop coil 60 are used. And the second double-tuned loop coil 60 has the third or fourth resonance frequency (f 3 , f 4 ) without moving the resonance frequency due to the magnetic coupling or lowering the Q value of the coil. The high frequency magnetic field can be irradiated to the inspection object 103 and detected.

上述してきたように、本実施形態によれば、高周波磁場印加時および磁気共鳴信号の受信時に、互いに近い2つの磁気共鳴周波数にそれぞれ同調する2重同調ループコイル59と2重同調ループコイル60との、互いの磁気結合を防止できる。このため、本実施形態によれば、4つの共鳴周波数の信号を取得可能となり、第一の実施形態の効果に加え、コイルの交換無しにさらに多種の核種の撮像が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the double-tuned loop coil 59 and the double-tuned loop coil 60 that respectively tune to two magnetic resonance frequencies close to each other when a high-frequency magnetic field is applied and when a magnetic resonance signal is received. Can prevent mutual magnetic coupling. For this reason, according to this embodiment, it becomes possible to acquire signals of four resonance frequencies, and in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to image various nuclides without exchanging coils.

なお、上記各実施形態において、第2の直列共振回路42および第3の直列共振回路43および信号処理回路45を電波シールド52で覆うよう構成してもよい。以下、電波シールド52で覆う場合の構成および動作を、第一の実施形態の2重同調ループコイル150を例にあげて説明する。   In each of the above embodiments, the second series resonance circuit 42, the third series resonance circuit 43, and the signal processing circuit 45 may be covered with the radio wave shield 52. Hereinafter, the configuration and operation in the case of covering with the radio wave shield 52 will be described by taking the double-tuned loop coil 150 of the first embodiment as an example.

図19は、第一の実施形態の2重同調ループコイルに電波シールド52を適用する場合を説明するための図である。本図に示すように、ここでは、2重同調ループコイル150の第2の直列共振回路42、第3の直列共振回43及び信号処理回路45は、電波シールド52に覆われる。また電波シールド52はアースに接地されている。信号処理回路45は信号線53に接続される。   FIG. 19 is a diagram for explaining a case where the radio wave shield 52 is applied to the double-tuned loop coil of the first embodiment. As shown in the figure, here, the second series resonance circuit 42, the third series resonance circuit 43, and the signal processing circuit 45 of the double tuning loop coil 150 are covered with a radio wave shield 52. The radio wave shield 52 is grounded. The signal processing circuit 45 is connected to the signal line 53.

第2の直列共振回路42、第3の直列共振回43及び信号処理回路45が電波シールド52に覆われていることにより、第2の直列共振回路42、第3の直列共振回43及び信号処理回路45の部分のループで発生する高周波磁場が、ループコイル1で発生する高周波磁場に与える影響を低減できる。このため、本形態によれば、ループコイル1で発生する磁場の乱れを抑えて、被験体103に高周波磁場を照射できる。また、電波シールド52により、第2の直列共振回路42、第3の直列共振回43及び信号処理回路45と検査対象103との磁気結合を防止できる。すなわち、本形態によれば、外部ノイズの影響を低減し、磁気結合による損失を低減させることができる。   Since the second series resonance circuit 42, the third series resonance circuit 43, and the signal processing circuit 45 are covered with the radio wave shield 52, the second series resonance circuit 42, the third series resonance circuit 43, and the signal processing are processed. The influence of the high frequency magnetic field generated in the loop of the circuit 45 on the high frequency magnetic field generated in the loop coil 1 can be reduced. For this reason, according to the present embodiment, it is possible to irradiate the subject 103 with a high-frequency magnetic field while suppressing disturbance of the magnetic field generated in the loop coil 1. The radio wave shield 52 can prevent magnetic coupling between the second series resonance circuit 42, the third series resonance circuit 43, the signal processing circuit 45, and the inspection target 103. That is, according to this embodiment, the influence of external noise can be reduced and loss due to magnetic coupling can be reduced.

第一の実施形態のMRI装置の概観図である。It is a general-view figure of the MRI apparatus of 1st embodiment. 第一の実施形態のMRI装置のブロック図である。It is a block diagram of the MRI apparatus of 1st embodiment. 第一の実施形態の2重同調ループコイルの回路図である。It is a circuit diagram of the double tuning loop coil of 1st embodiment. 第一の実施形態の2重同調ループコイルの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the double tuning loop coil of 1st embodiment. 一般の直列共振回路の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a general series resonance circuit. 第一の実施形態の共振周波数f、fの決定法を説明するための図である。The resonance frequency f B of the first embodiment, is a diagram for explaining a method of determining the f C. 第一の実施形態の2重同調鞍型コイルの回路図である。It is a circuit diagram of the double tuning saddle type coil of the first embodiment. 第一の実施形態の2重同調蝶型コイルの回路図である。It is a circuit diagram of the double tuning butterfly coil of the first embodiment. 第一の実施形態の2重同調ソレノイドコイルの回路図である。It is a circuit diagram of the double tuning solenoid coil of 1st embodiment. 第一の実施形態の3重同調ループコイルの回路図である。It is a circuit diagram of the triple tuned loop coil of 1st embodiment. 第一の実施形態の3重同調ループコイルの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the triple tuning loop coil of 1st embodiment. 第二の実施形態の送受信用RFコイルの回路図である。It is a circuit diagram of the RF coil for transmission / reception of 2nd embodiment. 第二の実施形態の送受信用RFコイルの接続例を示す図である。It is a figure which shows the example of a connection of RF coil for transmission / reception of 2nd embodiment. 第三の実施形態のRFコイルの接続関係を示す図である。It is a figure which shows the connection relation of RF coil of 3rd embodiment. 第三の実施形態の2重同調鳥かご型RFコイルの回路図である。It is a circuit diagram of the double tuning birdcage type | mold RF coil of 3rd embodiment. 第三の実施形態の2重同調ループコイルの回路図である。It is a circuit diagram of the double tuning loop coil of 3rd embodiment. 第三の実施形態の2重同調アレイコイルの回路図である。It is a circuit diagram of the double tuning array coil of 3rd embodiment. 第四の実施形態の2重同調ループコイルの接続例を示す図である。It is a figure which shows the example of a connection of the double tuning loop coil of 4th embodiment. 第一の実施形態の2重同調ループコイルに電波シールドを取り付けた模式図である。It is the schematic diagram which attached the electromagnetic wave shield to the double tuning loop coil of 1st embodiment. 従来の2重同調RFコイルの構成を示す回路である。It is a circuit which shows the structure of the conventional double tuned RF coil. 従来の2重同調鞍型RFコイルの構成を示す回路である。It is a circuit which shows the structure of the conventional double tuned saddle type RF coil.

符号の説明Explanation of symbols

1:ループコイル、2:ループコイル、5:ポート、6:ポート、7:直線導体、8:ループ導体、9:座標軸、11:インダクタ、12:インダクタ、13:インダクタ、14:インダクタ、15:インダクタ、16:インダクタ、17:インダクタ、18:インダクタ、19:インダクタ、21:キャパシタ、22:キャパシタ、23:キャパシタ、24:キャパシタ、25:キャパシタ、26:キャパシタ、27:キャパシタ、29:キャパシタ、30:PINダイオード、31:PINダイオード、34:クロスダイオード、35:並列共振回路、36:並列共振回路、37:並列共振回路、38:並列共振回路、40:直列共振回路、41:直列共振回路、41’:直列共振回路、42:直列共振回路、43:直列共振回路、44:直列共振回路、45:信号処理回路、46:バラン、47:信号増幅器、48:位相調整器、49:合成器、50:分配機、51:制御用信号線、52:電波シールド、53:信号線、54:磁気結合防止回路、55:並列共振回路、56:並列共振回路、57:並列共振回路、58:並列共振回路、59:第1の2重同調コイル、60:第2の2重同調コイル、61:第1の2重同調コイル、62:第2の2重同調コイル、63:第1の2重同調コイルが発生する磁場の向き、64:第2の2重同調コイルが発生する磁場の向き、65:第1のピックアップコイル、66:第2のピックアップコイル、68:第1の磁気結合防止回路、69:第2の磁気結合防止回路、70:送信用2重同調鳥かご型RFコイル、71:受信用2重同調RFコイル、72:受信用2重同調アレイコイル、73:みかけのインダクタ、74:みかけのインダクタ、75:みかけのインダクタ、76:みかけのキャパシタ、77:みかけのキャパシタ、78:みかけのキャパシタ、81:インダクタ、82:インダクタ、83:インダクタ、84:みかけのインダクタ、85:みかけのインダクタ、86:みかけのインダクタ、87:みかけのインダクタ、88:みかけのインダクタ、89:みかけのインダクタ、91:キャパシタ、92:キャパシタ、93:キャパシタ、94:みかけのキャパシタ、95:みかけのキャパシタ、96:みかけのキャパシタ、97:みかけのキャパシタ、98:みかけのキャパシタ、99:みかけのキャパシタ、100:MRI装置、101:静磁場を発生するマグネット、102:傾斜磁場を発生するコイル、103:検査対象、104:シーケンサ、105:傾斜磁場電源、106:高周波磁場発生器、107:送信用RFコイル、108:受信機、109:計算機、110:ディスプレイ、111:記憶媒体、112:シムコイル、113:シム電源、114:受信用RFコイル、115:磁気結合防止回路駆動装置、116:送受信兼用RFコイル、130:並列共振回路、131:並列共振回路、150:2重同調ループコイル、151:2重同調鞍型コイル、152:2重同調蝶型コイル、153:2重同調ソレノイドコイル、154:3重同調ループコイル、155:QD方式2重同調ループコイル、171:第1のループ面、172:第2のループ面、173:第1のループ面、174:第2のループ面、200:MR装置、201:静磁場を発生するマグネット、301:テーブル、500:等価回路、501:等価回路、502:等価回路、600:等価回路、601:等価回路、602:等価回路、603:等価回路 1: loop coil, 2: loop coil, 5: port, 6: port, 7: straight conductor, 8: loop conductor, 9: coordinate axis, 11: inductor, 12: inductor, 13: inductor, 14: inductor, 15: Inductor 16: Inductor 17: Inductor 18: Inductor 19: Inductor 21: Capacitor 22: Capacitor 23: Capacitor 24: Capacitor 25: Capacitor 26: Capacitor 27: Capacitor 29: Capacitor 30: PIN diode, 31: PIN diode, 34: cross diode, 35: parallel resonant circuit, 36: parallel resonant circuit, 37: parallel resonant circuit, 38: parallel resonant circuit, 40: series resonant circuit, 41: series resonant circuit 41 ': series resonance circuit, 42: series resonance circuit, 43: series resonance circuit, 44 Series resonant circuit, 45: signal processing circuit, 46: balun, 47: signal amplifier, 48: phase adjuster, 49: synthesizer, 50: distributor, 51: control signal line, 52: radio wave shield, 53: signal 54: magnetic coupling prevention circuit, 55: parallel resonance circuit, 56: parallel resonance circuit, 57: parallel resonance circuit, 58: parallel resonance circuit, 59: first double tuning coil, 60: second double coil Tuning coil, 61: first double tuning coil, 62: second double tuning coil, 63: direction of magnetic field generated by the first double tuning coil, 64: second double tuning coil is generated 65: first pickup coil, 66: second pickup coil, 68: first magnetic coupling prevention circuit, 69: second magnetic coupling prevention circuit, 70: double-tuned birdcage for transmission RF coil 71: Double tuning R for reception Coil, 72: Double tuned array coil for reception, 73: Apparent inductor, 74: Apparent inductor, 75: Apparent inductor, 76: Apparent capacitor, 77: Apparent capacitor, 78: Apparent capacitor, 81: Inductors 82: Inductors 83: Inductors 84: Apparent inductors 85: Apparent inductors 86: Apparent inductors 87: Apparent inductors 88: Apparent inductors 89: Apparent inductors 91: Capacitors 92: capacitor, 93: capacitor, 94: apparent capacitor, 95: apparent capacitor, 96: apparent capacitor, 97: apparent capacitor, 99: apparent capacitor, 99: apparent capacitor, 100: MRI apparatus, 101 : Mug that generates a static magnetic field Net: 102: Coil that generates a gradient magnetic field, 103: Inspection object, 104: Sequencer, 105: Gradient magnetic field power source, 106: High-frequency magnetic field generator, 107: RF coil for transmission, 108: Receiver, 109: Computer, 110 : Display, 111: Storage medium, 112: Shim coil, 113: Shim power source, 114: RF coil for reception, 115: Magnetic coupling prevention circuit driving device, 116: RF coil for transmission / reception, 130: Parallel resonance circuit, 131: Parallel resonance Circuit: 150: Double tuning loop coil, 151: Double tuning saddle coil, 152: Double tuning butterfly coil, 153: Double tuning solenoid coil, 154: Triple tuning loop coil, 155: QD system double Tuning loop coil, 171: first loop surface, 172: second loop surface, 173: first loop surface, 174: 2 loop surface, 200: MR device, 201: magnet for generating a static magnetic field, 301: table, 500: equivalent circuit, 501: equivalent circuit, 502: equivalent circuit, 600: equivalent circuit, 601: equivalent circuit, 602: Equivalent circuit, 603: Equivalent circuit

Claims (17)

導体からなるループコイルにキャパシタが挿入された第一直列共振回路と、
前記第一直列共振回路に並列接続される第1回路と、
前記第1回路に並列接続される信号処理回路と、を備え、複数の異なる共振周波数を有する磁気共鳴撮影装置の磁場コイルであって、
前記第1回路は、キャパシタとインダクタとを備え、それぞれ共振周波数が異なる複数の直列共振回路が並列に接続され、
前記直列共振回路それぞれの共振周波数は前記第一の直列共振回路の共振周波数とも異なり、
当該磁場コイルの各共振周波数が前記第一直列共振回路および前記直列共振回路のそれぞれの共振周波数の間となるよう調整されていること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイル。
A first series resonant circuit in which a capacitor is inserted into a loop coil made of a conductor;
A first circuit connected in parallel to the first series resonant circuit;
A magnetic field coil of a magnetic resonance imaging apparatus having a plurality of different resonance frequencies, and a signal processing circuit connected in parallel to the first circuit,
The first circuit includes a capacitor and an inductor, and a plurality of series resonance circuits having different resonance frequencies are connected in parallel,
The resonance frequency of each of the series resonance circuits is different from the resonance frequency of the first series resonance circuit,
The magnetic field coil of the magnetic resonance imaging apparatus, wherein each resonance frequency of the magnetic field coil is adjusted to be between the resonance frequencies of the first series resonance circuit and the series resonance circuit.
導体からなるループコイルにキャパシタが挿入された第一直列共振回路と、
キャパシタとインダクタとが直列接続され、前記第一直列共振回路に並列接続される第二直列共振回路と、
キャパシタとインダクタとが直列接続され、前記第二直列共振回路に並列接続される第三の直列共振回路と、
前記第三の直列共振回路に並列接続される信号処理回路と、を備える磁気共鳴撮影装置の磁場コイルであって、
前記第一の直列共振回路の共振周波数fと前記第二の直列共振回路の共振周波数fと前記第三の直列共振回路の共振周波数fと前記磁場送受信コイルの第一の共振周波数fと第二の共振周波数fとが、f<f<f<f<fの関係を満たすよう調整されていること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイル。
A first series resonant circuit in which a capacitor is inserted into a loop coil made of a conductor;
A capacitor and an inductor connected in series, and a second series resonant circuit connected in parallel to the first series resonant circuit;
A capacitor and an inductor connected in series, and a third series resonant circuit connected in parallel to the second series resonant circuit;
A magnetic field coil of a magnetic resonance imaging apparatus comprising a signal processing circuit connected in parallel to the third series resonance circuit,
The first resonant frequency f of the first series resonant circuit resonant frequency f A and the second series resonant circuit and the magnetic field transmitting and receiving coil and the resonant frequency f C of the resonance frequency f B third series resonant circuits of the 1 and the second resonance frequency f 2 are adjusted so as to satisfy the relationship of f B <f 1 <f A <f 2 <f C.
前記ループコイルは、円柱の表面に互いに対応して配置された2つの導体ループを備え、当該導体ループにより生じる磁場の向きが互いに同じになるよう接続された鞍型形状を有すること
を特徴とする請求項2に記載の磁場コイル。
The loop coil includes two conductor loops arranged in correspondence with each other on the surface of a cylinder, and has a saddle shape connected so that directions of magnetic fields generated by the conductor loops are the same. The magnetic field coil according to claim 2.
前記ループコイルは、同一平面内に隣り合って配置された2つの導体ループを備え、当該導体ループにより生じる磁場の向きが互いに逆になるよう接続された蝶型形状を有すること
を特徴とする請求項2に記載の磁場コイル。
The loop coil includes two conductor loops arranged adjacent to each other in the same plane, and has a butterfly shape connected so that directions of magnetic fields generated by the conductor loops are opposite to each other. Item 3. The magnetic field coil according to Item 2.
前記ループコイルは、ソレノイド形状を有すること
を特徴とする請求項2に記載の磁場コイル。
The magnetic field coil according to claim 2, wherein the loop coil has a solenoid shape.
前記第三直列共振回路と前記信号処理回路との間に並列接続される第四直列共振回路をさらに備え、
各共振周波数が、前記第四直列共振回路の共振周波数fと、当該高周波磁場送受信コイルの共振周波数f(>f>f)とを加え、f<f<f<f<f<f<fもしくは、f<f<f<f<f<f<fの関係を満たすよう調整されていること
を特徴とする請求項2から5いずれか1項記載の磁場コイル。
A fourth series resonance circuit connected in parallel between the third series resonance circuit and the signal processing circuit;
Each resonance frequency adds the resonance frequency f D of the fourth series resonance circuit and the resonance frequency f 3 (> f 2 > f 1 ) of the high-frequency magnetic field transmitting / receiving coil, and f B <f 1 <f A <f 2 <f C <f 3 < f D or claim 2, characterized in that it is adjusted so as to satisfy the relationship of f B <f 1 <f C <f 2 <f a <f 3 <f D The magnetic field coil according to any one of 5.
前記第一直列共振回路以外の部分に電波シールドが施されていること
を特徴とする請求項1から6いずれか1項記載の磁場コイル。
The magnetic field coil according to any one of claims 1 to 6, wherein a radio wave shield is applied to a portion other than the first series resonance circuit.
前記第一の共振周波数が前記第二の共振周波数の70%以上であること
を特徴とする請求項2から5いずれか1項記載の磁場コイル。
The magnetic field coil according to any one of claims 2 to 5, wherein the first resonance frequency is 70% or more of the second resonance frequency.
第一の磁場コイルと、
第二の磁場コイルと、を備え、
前記第一の磁場コイルは、請求項2から5いずれか1項記載の磁場コイルであり、
前記第二の磁場コイルは、請求項2から5いずれか1項記載の磁場コイルであり
前記第二の磁場コイルにより生じる磁場の向きが、前記第一の磁場コイルにより生じる磁場の向きに直交するよう配置され、
前記第二の磁場コイルに印加される信号の位相は前記第一の磁場コイルに印加される信号の位相と90度異なること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイルシステム。
A first magnetic field coil;
A second magnetic field coil,
The first magnetic field coil is the magnetic field coil according to any one of claims 2 to 5,
The second magnetic field coil is the magnetic field coil according to any one of claims 2 to 5, wherein a magnetic field direction generated by the second magnetic field coil is orthogonal to a magnetic field direction generated by the first magnetic field coil. Arranged as
A magnetic field coil system for a magnetic resonance imaging apparatus, wherein a phase of a signal applied to the second magnetic field coil is 90 degrees different from a phase of a signal applied to the first magnetic field coil.
請求項2記載の磁場コイルのループコイル部が互いに部分的に重なりあうよう略同一面に複数配置したアレイコイルであること
を特徴とする磁気共鳴装置の磁場コイルシステム。
A magnetic field coil system for a magnetic resonance apparatus, comprising: a plurality of array coils arranged on substantially the same plane so that the loop coil portions of the magnetic field coil partially overlap each other.
磁場送信コイルと、
磁場受信コイルと、
磁気結合防止手段と、を備え、
前記磁場送信コイルは、各々異なる共振周波数で動作する磁場コイルであって、
前記磁場受信コイルは、前記請求項2から5のいずれか1項記載の磁場コイル、または、前記請求項9から10のいずれか1項記載の磁場コイルシステムであって、
前記磁気結合防止手段は、前記第1の共振周波数および前記第2の共振周波数の信号送信時には、前記磁場受信コイルを開放状態とし、前記第1の共振周波数および前記第2の共振周波数の信号受信時には、前記磁場送信コイルを開放状態とすること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイルシステム。
A magnetic field transmission coil;
A magnetic field receiving coil;
Magnetic coupling prevention means,
The magnetic field transmission coils are magnetic field coils that operate at different resonance frequencies,
The magnetic field receiving coil is the magnetic field coil according to any one of claims 2 to 5, or the magnetic field coil system according to any one of claims 9 to 10.
The magnetic coupling prevention means opens the magnetic field receiving coil during signal transmission of the first resonance frequency and the second resonance frequency, and receives signals of the first resonance frequency and the second resonance frequency. Sometimes, the magnetic field transmission coil of the magnetic resonance imaging apparatus is characterized in that the magnetic field transmission coil is opened.
前記磁気結合防止手段は、ダイオードを備え、前記ダイオードを外部制御信号によってオン・オフさせること
を特徴とする請求項10または11に記載の磁場コイルシステム。
The magnetic field coil system according to claim 10 or 11, wherein the magnetic coupling preventing means includes a diode, and the diode is turned on / off by an external control signal.
前記磁気結合防止手段は、2つのダイオードを逆方向に接続したクロスダイオードを備えること
を特徴とする請求項11に記載の磁場コイルシステム。
The magnetic field coil system according to claim 11, wherein the magnetic coupling preventing unit includes a cross diode in which two diodes are connected in opposite directions.
第一の磁場送受信コイルと、
第二の磁場送受信コイルと、
磁気結合防止手段と、を備え、
前記第一の磁場送受信コイルおよび前記第二の磁場送受信コイルは、請求項2に記載の磁場コイルであって、
前記第二の磁場送受信コイルの2つの共振周波数は、前記第一の磁場送受信コイルの2つの共振周波数とは異なるよう調整され、
前記磁気結合防止手段は、前記第一の磁場送受信コイルの2つの共振周波数の信号送受信時には、前記第二の磁場送受信コイルを開放状態とし、前記第二の磁場送受信コイルの2つの共振周波数の信号送受信時には、前記第一の磁場送受信コイルを開放状態とすること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイルシステム。
A first magnetic field transceiver coil;
A second magnetic field transceiver coil;
Magnetic coupling prevention means,
Said 1st magnetic field transmission / reception coil and said 2nd magnetic field transmission / reception coil are magnetic field coils of Claim 2, Comprising:
The two resonance frequencies of the second magnetic field transmission / reception coil are adjusted to be different from the two resonance frequencies of the first magnetic field transmission / reception coil,
The magnetic coupling preventing means opens the second magnetic field transmission / reception coil during signal transmission / reception of two resonance frequencies of the first magnetic field transmission / reception coil, and outputs signals of the two resonance frequencies of the second magnetic field transmission / reception coil. The magnetic field coil system of the magnetic resonance imaging apparatus, wherein the first magnetic field transmission / reception coil is opened during transmission / reception.
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記高周波磁場を検査対象に印加し検査対象からの磁気共鳴信号を受信する送受信コイルと、前記傾斜磁場、前記高周波磁場及び前記送受信コイルを制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記送受信コイルは、請求項1から8いずれか1項記載の磁場コイル、または、請求項9から10、14いずれか1項記載の磁場コイルシステムであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
A static magnetic field forming means for forming a static magnetic field, a gradient magnetic field forming means for forming a gradient magnetic field, a high frequency magnetic field forming means for forming a high frequency magnetic field, and applying the high frequency magnetic field to the inspection object to generate a magnetic resonance signal from the inspection object A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a transmission / reception coil for receiving; and a control means for controlling the gradient magnetic field, the high-frequency magnetic field, and the transmission / reception coil,
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the transmission / reception coil is the magnetic field coil according to any one of claims 1 to 8, or the magnetic field coil system according to any one of claims 9 to 10 and 14.
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記高周波磁場を検査対象に印加する送信コイルと、検査対象からの磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、前記傾斜磁場、前記高周波磁場、前記送信コイルおよび前記受信コイルを制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記送信コイルは、請求項1から8いずれか1項記載の磁場コイル、または、請求項9から10、14いずれか1項記載の磁場コイルシステムであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
Static magnetic field forming means for forming a static magnetic field, gradient magnetic field forming means for forming a gradient magnetic field, high-frequency magnetic field forming means for forming a high-frequency magnetic field, a transmission coil for applying the high-frequency magnetic field to an inspection object, and A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a reception coil that receives a magnetic resonance signal; and a control unit that controls the gradient magnetic field, the high-frequency magnetic field, the transmission coil, and the reception coil,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the transmission coil is the magnetic field coil according to claim 1, or the magnetic field coil system according to claim 9.
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記高周波磁場を検査対象に印加する送信コイルと、検査対象からの磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、前記傾斜磁場、前記高周波磁場、前記送信コイルおよび前記受信コイルを制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記受信コイルは、請求項1から8いずれか1項記載の磁場コイル、または、請求項9から10、14いずれか1項記載の磁場コイルシステムであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
Static magnetic field forming means for forming a static magnetic field, gradient magnetic field forming means for forming a gradient magnetic field, high-frequency magnetic field forming means for forming a high-frequency magnetic field, a transmission coil for applying the high-frequency magnetic field to an inspection object, and A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a reception coil that receives a magnetic resonance signal; and a control unit that controls the gradient magnetic field, the high-frequency magnetic field, the transmission coil, and the reception coil,
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the reception coil is the magnetic field coil according to any one of claims 1 to 8, or the magnetic field coil system according to any one of claims 9 to 10.
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